隨著分離膜制備技術(shù)的進步，具有不對稱特性的復合膜在液體分離領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。在此類分離膜的制備過程中，電紡技術(shù)得益于其靈活的孔道構(gòu)建方法，在定制不對稱化學性質(zhì)和可調(diào)節(jié)的層級結(jié)構(gòu)的過程中極具優(yōu)勢。
圖1 不同驅(qū)動力作用下，各類膜分離過程中傳質(zhì)過程優(yōu)化機理示意圖
該綜述從基礎的膜成型過程出發(fā)，首先著重介紹了靜電紡絲技術(shù)的加工特點以及靜電紡絲工藝對分離膜基本結(jié)構(gòu)參數(shù)和化學性質(zhì)的影響；將靜電紡絲法與傳統(tǒng)的膜制備及改性方法進行了比較。隨后，著眼于膜性能提升機理歸納了靜電紡絲技術(shù)提升分離效率的主要策略：包括（1）為增強定向流體輸送、輔助高效穩(wěn)定的膜孔道對流及防止膜孔隙潤濕三個方面來構(gòu)建化學不對稱性，并通過介紹相關(guān)研究工作展示了靜電紡絲技術(shù)在構(gòu)建分離膜的化學不對稱性上的優(yōu)勢（圖2）；（2）為提升膜表面液體排斥性能，構(gòu)建纖維結(jié)構(gòu)不對稱性，延長膜組件使用壽命，并通過相關(guān)研究工作展示了靜電紡絲工藝在實現(xiàn)分離膜微納結(jié)構(gòu)精準調(diào)控上的技術(shù)優(yōu)勢。
圖2靜電紡技術(shù)構(gòu)建分離膜的化學不對稱性提升分離性能
圖3靜電紡技術(shù)構(gòu)建分離膜的整體結(jié)構(gòu)不對稱性優(yōu)化總傳質(zhì)阻力路徑
論文鏈接： https://doi.org/10.1002/adfm.202310218
第一作者簡介：
陸天丹，常州大學講師，碩士生導師。博士畢業(yè)于南京工業(yè)大學孫世鵬教授課題組，期間在新加坡國立大學Chung Tai-Shung院士課題組進行研究訪學，目前就職于常州大學石油化工學院鐘璟教授膜分離團隊，致力于功能性納米纖維復合膜工藝研究及分離機理研究，主要研究工作發(fā)表于Adv. Funct. Mater.，J. Mater. Chem. A.，Chem. Eng. J.，J. Membrane. Sci.等膜分離及材料工程領(lǐng)域國際權(quán)威期刊。
通訊作者簡介：
孫世鵬，南京工業(yè)大學教授，博士生導師，國家特種分離膜工程技術(shù)研究中心副主任。長期從事有機納濾膜材料設計、制備與應用研究。入選國家級人才計劃（2015）、江蘇省杰出青年基金（2019）、霍英東青年教師基金（2020）。在J. Am. Chem. Soc., AICHEJ., Prog. Mater. Sci., Nano Lett.等重要刊物發(fā)表論文80余篇，谷歌學術(shù)引用達5800余次，4篇ESI高被引論文。申請40余項發(fā)明專利，已授權(quán)30余項國內(nèi)/PCT發(fā)明專利，并基于該核心專利集群孵化了南京蔚華膜科技有限公司。擔任中國海洋學會海水資源利用專業(yè)委員會副主任委員、Separation and Purification Technology編委、Advanced Membranes青年編委等學術(shù)職務。
課題組網(wǎng)站：www.sun-membrane.com
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