基于液晶有序结构的高性能纳滤膜的制备

摘要

纳滤膜是一种高效的膜分离技术,在整个膜工业领域占据重要地位.研发拥有高度有序水通道结构的纳滤膜,可以针对特定的分离应用,利用既定的纳米结构性质实现需要的分离效果.然而,传统的纳滤膜的性能受限于膜材料、制膜方法,无法精确构建水通道.利用液晶自组装的有序结构来制备高效的聚合物纳滤膜是一种行之有效的策略.各种不同的液晶相态可以用作精确调节纳米结构的模板,并通过灵活地改变其结构及形态,为下一代纳滤膜的研发提供了一种高度可控的制作平台.目前,基于液晶自组装的分离膜的分离尺度在1～2 nm的范围内.我们从两个方面评述了实现制备基于液晶材料的高性能纳滤膜的基本条件.从不同液晶相态的设计原理开始,首先讨论了不同纳米结构在实际传递作用中的固有性质.随后,对近期以薄膜复合膜的形式制作的液晶纳滤膜的报道进行了总结,分析了这些薄膜的性能局限性,为适应更广泛的分离引用,对目前液晶材料的设计理念提出了合理的改进措施.