朱利平教授團隊正在進行(xíng)聚酰胺納米微(wēi)孔膜測試。（洪恒飛(fēi)攝）

科(kē)技(jì)日(rì)報(bào)8月(yuè)1日(rì)訊：近(jìn)年(nián)來(lái)，有(yǒu)機(jī)溶劑納濾技(jì)術(shù)逐漸興起。利用(yòng)該技(jì)術(shù)常溫環境下(xi↑à)，通(tōng)過壓力作(zuò)用(yòng)，就(jiù)能(néng)對(duì)工(gōng)業(yè)λ物(wù)料在分(fēn)子(zǐ)級别進行(xíng)分(fēn)離(lí)，相(xiàng)比傳統的(de)熱(rè)法分(fēn)離(lí)，其可(kě)以顯著降低(dī)能(♣néng)耗。然而，在其中起關鍵作(zuò)用(yòng)的(de)聚合物(wù)膜材料，存在易被有(yǒu)機(jī)溶劑侵蝕、孔徑不(bù)穩定等☆問(wèn)題。

針對(duì)這(zhè)些(xiē)問(wèn)題，浙江大(dà)學高(gāo)分(fēn)子(zǐ)科(kē)學與工(gōng)程學系、浙江大(dà)學紹興研究院£朱利平教授研究團隊運用(yòng)分(fēn)子(zǐ)層沉積法，制(zhì)備出可(kě)用(yòng)于有(yǒu)機(jī)溶劑納濾的(de)超薄聚♦酰胺納米微(wēi)孔膜，令藥物(wù)提純不(bù)再依賴于加熱(rè)蒸餾過程。主要(yào)的(de)納濾分(fēn)離(lí)層，厚度可(kěδ)在數(shù)十納米範圍調節。相(xiàng)關研究論文(wén)近(jìn)日(rì)在線發表于國(guó)際學術(★shù)期刊《美(měi)國(guó)化(huà)學會(huì)·應用(yòng)材料與界面》。

生(shēng)物(wù)制(zhì)藥、化(huà)學合成等過程會(huì)使用(yòng)大(dà)量有(yǒu)機(jī)溶劑，傳統生(shēng)産工(gōn"g)藝普遍采用(yòng)蒸餾、精餾等方法純化(huà)藥物(wù)、回收溶劑，依賴物(wù)料的(de)相(xφiàng)變過程，能(néng)耗多(duō)且成本高(gāo)。

“傳統的(de)熱(rè)法分(fēn)離(lí)可(kě)理(lǐ)解為(wèi)燒水(shuǐ)熬制(™zhì)，相(xiàng)變過程即氣态液态之間(jiān)的(de)轉換，能(néng)耗之高(gāo)不(bù)難想象。”朱利平介紹，根據業(yè)內(nèi)統計(jì)，工(​gōng)業(yè)分(fēn)離(lí)過程能(néng)耗約占全球總能(néng)耗的(de)10%—15%，占♦所有(yǒu)工(gōng)業(yè)過程能(néng)耗的(de)45%—55%。如(rú)果用(™yòng)膜分(fēn)離(lí)技(jì)術(shù)替代熱(rè)法分(fēn)離(lí)，可(kě)以節約能(néng)耗80%—90%。

朱利平說(shuō)，在用(yòng)于藥物(wù)純化(huà)與精制(zhì)等時(shí)，有(yǒu)機(jī)溶劑納濾技(jì)術(shù§)所采用(yòng)的(de)聚酰胺納濾膜就(jiù)像篩子(zǐ)一(yī)樣，把有(yǒu)效成分(fēn)過濾分(fēn)離(lí)，®過程溫和(hé)，可(kě)避免熱(rè)敏性成分(fēn)失活，且不(bù)發生(shēng)相(xiàng)變、能(néng)耗低(dī)，對(duì)助力“雙‍碳”戰略具有(yǒu)重要(yào)意義。但(dàn)現(xiàn)有(yǒu)的(de)水(shuǐ)處理(lǐ)用(yòng)聚酰胺納濾膜材料難适用(yòng)于有(yǒu)機(jī≠)溶劑體(tǐ)系，目前僅少(shǎo)數(shù)國(guó)家(jiā)實現(xiàn)了(le)有(yǒu)機(j÷ī)溶劑納濾技(jì)術(shù)的(de)工(gōng)業(yè)應用(yòng)。

朱利平研究團隊曆時(shí)三年(nián)，就(jiù)提升納濾膜穩定性、過濾精度等問(wèn)題開(kāi)展攻關。

“最終成品就(jiù)是(shì)那(nà)麽一(yī)張‘紙(zhǐ)&rsq÷uo;，雖然看(kàn)起來(lái)很(hěn)薄，但(dàn)實際上(shàng)有(yǒu)三層結構。”論文(wén)通(tōng)訊作(zuò)者之一(yī)±、浙江大(dà)學高(gāo)分(fēn)子(zǐ)科(kē)學與工(gōng)程學系副研究員(yuán)方傳傑介紹，滌綸材質的(de)無紡布作(zuò)為(wèi)支撐層，厚©度為(wèi)0.1—0.2毫米；聚酰亞胺材質的(de)多(duō)孔超濾支撐層，厚度約為(wèi)250微(wēi)米；交聯聚酰胺構成的(d÷e)納濾分(fēn)離(lí)層，對(duì)分(fēn)離(lí)效果起決定性作(zuò)用(yòng)。

在實驗室內(nèi)，科(kē)技(jì)日(rì)報(bào)記者看(kàn)到(dào)，科(kē)研人(rén)員(yuán)将維生(shēng)素B_12與乙醇的(d e)混合溶液倒入過濾池，啓動磁力攪拌器(qì)确保溶液濃度均勻，操作(zuò)調壓閥向過濾池內(nèi) 穩定供壓，片刻之後，順著(zhe)過濾池的(de)導管，乙醇就(jiù)從(cóng)溶液中被逐漸分(fēn)離(lí)出來(lái)了(le)……

“過濾池底部鋪墊的(de)就(jiù)是(shì)我們研制(zhì)的(de)超薄聚酰胺納米微(wēi)孔膜，其他(tā)與維生(shēng)素B_12★藥物(wù)分(fēn)子(zǐ)大(dà)小(xiǎo)類似的(de)藥物(wù)分(fēn)子(zǐ)均可(kě)通(tōng)過此技(jì)術(shù)與溶劑分( fēn)離(lí)，實現(xiàn)濃縮和(hé)提純。”論文(wén)作(zuò)者之一(yī)、浙江大(dà)學高(gāo)分(fēn)子(zǐ)科(kē)學與工(gōng)程↔學系碩士生(shēng)李付鵬說(shuō)。

整張薄膜中，有(yǒu)機(jī)溶劑先後和(hé)納濾分(fēn)離(lí)層、超濾支撐層、無紡布接觸。方傳傑解釋道(dào)，中間(jiān)的(de)超濾支撐層就"(jiù)像在無紡布上(shàng)刮一(yī)層膩子(zǐ)，然後浸入水(shuǐ)中凝固成膜。這(zhè)層“膩子(zǐ)”表面還(hái)能(néng)生©(shēng)成凸起的(de)化(huà)學連接點，參與生(shēng)成納濾分(fēn)離(lí)層。

方傳傑告訴記者，有(yǒu)機(jī)溶劑中要(yào)分(fēn)離(lí)的(de)溶質直徑約0.5—2納米，兼顧滲透效果和(→hé)耐用(yòng)性等，納濾膜分(fēn)離(lí)層需要(yào)具有(yǒu)孔徑小(xiǎo)、厚度薄、化(huà)學耐受性強等特點。

朱利平介紹，此次研究中，團隊采用(yòng)不(bù)同于常規界面聚合的(de)分(fēn)子(zǐ)層沉積法，利用φ(yòng)“膩子(zǐ)”表面的(de)化(huà)學連接點進行(xíng)表面化(huà)學吸附并發生(shēng)反應而形成分(fēn)δ子(zǐ)尺度的(de)沉積薄膜，還(hái)能(néng)通(tōng)過控制(zhì)分(fēn)子(zǐ)§層沉積周期數(shù)精确控制(zhì)薄膜的(de)厚度，一(yī)層層“編織”出精密篩網。

經過多(duō)次實驗驗證，研究團隊制(zhì)備的(de)聚酰胺膜表面光(guāng)滑，厚度在10&mdashφ;35納米範圍內(nèi)，線性可(kě)控、結構均一(yī)完整且應用(yòng)穩定，對(duì)有(yǒu)機(jī)溶劑中目标物(wù)的(de✘)過濾效率在90%以上(shàng)。

“團隊這(zhè)項成果處于實驗室階段，成果轉化(huà)計(jì)劃正有(yǒu)序進行(xíng)。”朱利平表示，全球範圍內(nèi)，相±(xiàng)關産業(yè)總體(tǐ)處于起步階段，未來(lái)的(de)市(shì)場(chǎng)前景值得(de)期待。