近日，資源環(huán)境學(xué)院環(huán)保高端裝備與污染控制研究團(tuán)隊(duì)余帥軍博士聯(lián)合浙江工業(yè)大學(xué)在Chemical Engineering Journal（中科院一區(qū)Top，影響因子13.2）發(fā)表“Why not use tertiary amines to prepare anion-exchange membranes for desalination with electrodialysis ?”研究論文。安慶師范大學(xué)為論文第一完成單位和通訊單位，通訊作者為魏強(qiáng)副教授，浙江工業(yè)大學(xué)沈江南教授。該研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目與安徽省教育廳高校優(yōu)秀科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目支持。

由于傳統(tǒng)季銨基膜的局限性，包括過度膨脹和長期穩(wěn)定性差，尋求穩(wěn)定高效的陰離子交換膜用于電滲析驅(qū)動(dòng)的海水淡化仍然是一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。本研究引入了用超分子化學(xué)修飾的弱堿性叔胺基AEM來解決這些缺點(diǎn)。通過將剛性聚芳哌啶（PAP）主鏈與冠醚和卟啉整合，合成的雙功能膜（PAPCP-R和質(zhì)子化陰離子交換膜PAPCP-G）表現(xiàn)出pH響應(yīng)性離子通道調(diào)節(jié)，增強(qiáng)了尺寸穩(wěn)定性，提高了電導(dǎo)率。冠醚建立親水途徑以實(shí)現(xiàn)高效的離子傳輸，而卟啉則可實(shí)現(xiàn)過程控制的實(shí)時(shí)pH可視化。質(zhì)子化陰離子交換膜PAPCP-G實(shí)現(xiàn)了超低表面積電阻（0.89 Ω·cm2）和出色的抗膨脹性能（<6% 線性膨脹率），可與基于季銨基團(tuán)的商業(yè)AEM相媲美。在電滲析海水淡化中，PAPCP-G在酸性條件（0.1 M H₂SO₄ + 0.5 M NaCl）下表現(xiàn)出85.4%的除鹽效率，能耗可與季銨膜相媲美。這項(xiàng)工作開創(chuàng)了在AEM中使用弱堿性叔胺的先河，通過自適應(yīng)結(jié)構(gòu)工程和超分子功能為海水淡化和工業(yè)廢水處理提供了可持續(xù)的替代方案。（撰稿：余帥軍 供圖：余帥軍 審核：汪德進(jìn)）