齊魯網(wǎng)·閃電新聞3月9日訊 在精細(xì)化工合成、醫(yī)藥生產(chǎn)和石油化工行業(yè)中,互溶有機液體(比如多種油類混合液體)小分子的分離和純化是非常重要的一環(huán)。但目前的分離技術(shù),存在分離能耗高、通量低或過程復(fù)雜等問題。記者從煙臺大學(xué)獲悉,該校劉洪亮教授團(tuán)隊和中科院理化技術(shù)研究所江雷院士、田野教授團(tuán)隊合作在Matter期刊上發(fā)表新研究論文,題為“Miscible organic liquid separation of superwetting membrane driven by synergistic polar/nonpolar interactions”。該研究成果發(fā)展了一種基于極性/非極性協(xié)同相互作用驅(qū)動的超浸潤膜分離策略(PNISMS),成功地實現(xiàn)了對一系列不同極性范圍互溶有機液體的低能耗、高通量分離(分離通量提升了2—3個能量級,即效率提升了成百上千倍!),為超浸潤膜分離技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了全新的思路和想法。
互溶有機液體小分子(特別是分子量小于100的有機分子)的高效分離和純化,在精細(xì)化工合成、醫(yī)藥生產(chǎn)和石油化工行業(yè)具有重要的地位,是液體回收、成品提純等過程中必不可缺的關(guān)鍵單元操作,被認(rèn)為是能改變世界的一類化學(xué)分離過程,對石油精煉、精細(xì)化工以及藥物研發(fā)至關(guān)重要。目前,已有的諸多互溶液/液分離技術(shù)仍存在分離能耗高、分離通量低或分離過程復(fù)雜等問題。近年來,超浸潤分離膜作為一種新興的膜分離技術(shù),表現(xiàn)出低分離能耗、高分離通量和簡易的分離操作等優(yōu)點。然而,現(xiàn)階段的超浸潤分離膜只能實現(xiàn)對不互溶液/液混合體系的分離,對互溶液/液體系的分離仍面臨極大的挑戰(zhàn)。
該研究論文所提出的PNISMS策略,打破傳統(tǒng)仿生超浸潤分離膜只考慮固體多孔膜設(shè)計的局限,合理引入誘導(dǎo)分相劑,通過協(xié)同調(diào)控誘導(dǎo)分相劑、固體多孔膜上的功能分子與互溶有機液體小分子之間在分子層次上的極性/非極性相互作用,發(fā)展了一種全新的仿生超浸潤膜分離策略,實現(xiàn)了互溶有機液體小分子的高效、高通量分離。該超浸潤分離膜的分離通量較傳統(tǒng)的有機液體膜分離技術(shù)(滲透蒸發(fā)或反滲透)高2-3個數(shù)量級,極大拓展了仿生超浸潤分離膜的應(yīng)用領(lǐng)域。
劉洪亮教授,是煙臺大學(xué)去年引進(jìn)的山東省泰山學(xué)者青年專家,博士生導(dǎo)師,煙臺大學(xué)拔尖人才,中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會會員。2021年1月入職煙臺大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,主要研究方向為仿生智能界面的制備,及其在柔性導(dǎo)電薄膜、超浸潤分離膜等領(lǐng)域的應(yīng)用。截止目前在Nature,Chem, Matter,J. Am. Chem. Soc.,Adv. Mater.等國際一流期刊發(fā)表SCI論文80余篇,SCI引用4000余次。其中,以第一或通訊作者在Chem (IF = 22.8), Matter (IF = 15.6),J. Am. Chem. Soc. (IF = 15.4), Adv. Mater. (IF = 30.8),Adv. Funct. Mater. (IF = 18.8),Nano Energy (IF = 17.9),Adv. Sci. (IF = 16.8),Mater. Horiz. (IF = 13.3)等期刊發(fā)表SCI論文40余篇;申請中國發(fā)明專利6項;受邀撰寫英文專著章節(jié)2章。作為項目負(fù)責(zé)人承擔(dān)國家自然科學(xué)基金青年基金、面上項目各1項,國防科技創(chuàng)新特區(qū)項目1項,中科院青促會人才計劃項目1項;作為課題骨干參與國家重點研發(fā)計劃1項。