磁响应分离膜研究进展

王雅洁，李蕾，张倩，李倩，李望良

（1 中国科学院过程工程研究所，中国科学院绿色过程与工程重点实验室，北京100190； 2 中国科学院大学，北京100049；3 武警后勤学院，天津300309）

引 言

膜分离技术由于兼有分离、浓缩和精制的功能，又有高效、环保及过滤过程简单、易于控制等特征，成为当今分离科学中的最重要手段之一，已广泛应用于化工、医药、环保、水处理、海水淡化、食品等领域。但是，传统的膜分离材料，其形貌和结构单一，物理化学性质稳定，在使用过程中存在通量较小、分离选择性差、膜污染现象严重，且污染后难以再生等现象，阻碍了膜技术更好地应用[1]。随着智能材料和纳米技术的发展，新型功能膜材料的研发成为解决膜分离技术应用瓶颈的主要手段。

刺激响应膜材料是一种新型功能性膜，能感知并响应环境变化，从而改变自身的特性，实现膜孔的闭合和张开、通量变化和选择性改变等。其中磁响应分离膜为最容易实现刺激响应的一种。通过将磁性纳米粒子与高分子有机材料以一定的方式混合制膜，得到兼具磁性纳米离子与有机高分子材料优点的复合膜，有利于改善单一膜材料的力学性能和分离性能，并可通过磁刺激响应改变膜的结构与性质。同时，磁性纳米粒子具有较宏观材料更为优异的电磁性能，兼具纳米粒子比表面积大、活性位点多、催化性能好等特点，使其在改善复合膜结构与性质方面更有优势[2]。磁响应膜与传统的分离膜材料相比具有更大的应用空间，对膜性质的调控也更为方便，通过外加磁场刺激磁性纳米颗粒响应，改变膜的结构和性质，有利于改善膜的污染情况，改善膜的亲疏水性，能够增大膜的分离通量。……