这是首次由沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的Tiefan Huang、Luis Francisco Villalobos、Klaus-Viktor Peinemann和沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的同事们首次制备了描述了一种完全由环糊精组成的膜,近期发表在Advanced Materials中上。环糊精在本质上是多孔的、无毒的,并且从淀粉中提取出来,使用过程环境友好,因此基于环糊精的聚合物极具吸引力。

具有快速溶剂输送和形状选择渗透性的环糊精膜

在工业规模生产过程中,高效节能的物理分离依赖于选择层的厚度和多孔性。而分离性能的好坏取决于空洞或在薄膜内自由体积的大小、分布及其连通性。连通空洞数量的最大化是十分重要的,但又极具挑战性。非晶形的聚合物作为薄膜材料不但经济可行而且提供各种空洞尺寸和拓扑结构,与诸如沸石和金属有机框架等刚性微孔材料形成对比。 这是首次由沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的Tiefan Huang、Luis Francisco Villalobos、Klaus-Viktor Peinemann和沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的同事们首次制备了描述了一种完全由环糊精组成的膜,近期发表在Advanced Materials中上。环糊精在本质上是多孔的、无毒的,并且从淀粉中提取出来,使用过程环境友好,因此基于环糊精的聚合物极具吸引力。 该研究小组使用β-环糊精和一种氯化酰基,在一种商业聚丙烯腈(PAN)的支持下,通过界面聚合来获得β-环糊精的薄膜.结果表明,该薄膜的形态对PH值有很大的依赖性:高pH值的快速水解形成了皱缩的薄膜,而较低pH值的水解则产生了平滑、规整的薄膜。皱缩薄膜的x射线光电子能谱和红外光谱表明其是一种不对称的结构,具有不同的交联。 显微镜下的特征显示通过显微结构的表征,科学家发现在薄膜的内部结构中,有不同的厚度的结构,但这并不能阻止溶剂的运输,因为溶剂很快就会渗透到膜中。事实上,皱缩的薄膜比平整、均匀密集的薄膜所显示出的溶剂透过率要高47倍。更大的表面积和更大的酯水解作用使得环糊精分子之间的通道更加开放,更容易进入空穴。这种皱缩结构的薄膜可以承受20个大气压的压力,以及甚至可以通过移液管多次抽取产生几的压力个吸引力,但是长期的操作使用会导致了渗透的透过率的降低减少。非极性和极性溶剂都以高速率穿过β-环糊精膜,除了不同形状的分子之外,膜可以有效地区分具有相似分子量和相似大小的分子,因此优于商业选择因此优于目前的商业化产品。