聚四氟乙烯（PTFE）中空纤维多孔膜具有卓着的化学坚固性、耐温性和抗污浊本能，在化工、冶金、电镀、印染等行业的高难废水打点中具有明显的优势和操纵潜力。然则，由于PTFE自身皮相能低、疏水性强，使得多孔膜的水润湿性和透水性差，在水相过滤体例中的利用受到很大制约。PTFE膜的长效巩固亲水化一贯是膜差别范畴具有寻事性的身手速苦。传统的采用皮相活性剂、水溶性纠关物、多巴胺、亲水集中物交联汇集等外貌涂覆本事即使可能改观PTFE膜的亲水性，但亲水性涂层苛浸以物理吸附出力附着在膜表面，易堵塞膜孔，且在强酸碱、高腐化性等特地工况下随便寂寞，难以完毕长效坚固亲水化。以高能辐照、等离子体等诱发亲水性单体概况接枝纠合的技巧会对PTFE膜的本体布局造成妨害，且须要凌乱专用建造，难以收工放大制备和规模化财富行使。

　　针对上述繁难，浙江大学高分子科学与工程学系、浙江大学绍兴斟酌院朱利平感化斟酌团队提出与古板皮相涂覆法迥异的分子桥联计谋，设想采取以全氟己基磺酰胺基丙基三乙氧基硅烷（PFSS）步履桥联分子，始末两步液相沉积本领，成功在PTFE等多孔膜外貌和内部孔叙原位复关TiO2、SiO2及Fe2O3超薄无机纳米涂层，授予膜原料高亲水性。桥联中心层与基材的适配性付与这些无机涂层卓着的死板安定性，可在高温、酸碱等央浼下永恒操纵，为特别工况下的膜法水惩罚利用供给了适宜的高分子膜质料。联系讨论成果以“Robust and Scalable In Vitro Surface Mineralization of Inert Polymers with a Rationally Designed Molecular Bridge”为题揭晓在《 ACS Applied Materials & Interfaces》（10.1021/acsami.2c21286）。该论文第一作者为浙江大学高分子科学与工程学系在读博士生张梦晓，通讯作者为朱利平教育和方传杰副商讨员，科研助理王霄鹤为该办事做出了蹙迫贡献。

　　在该工作中，PFSS被假想举措一种集吸附、交联、配位成效于一体的多官能团分子。图1是基于PFSS分子桥联计策的调集物基质外面改性示希图，PFSS分子中的碳氟链体验疏水互相功用吸附在聚集物基质上，在基质/醇水搀杂溶剂之间界面效应的拓荒下，PFSS分子在界面处举办散开和有序胪列（图2），下降了其在溶液本体中的浓度，节俭水解自聚反映，抗御造成大的颗粒产物梗塞膜孔。更殷切的是，PFSS这种有序列举组织有利于相邻分子的硅羟基相互比武造成氢键，进而产生自交联响应，并防患磺酰胺基团（配位基团）与硅羟基发作反应，防范配位基团失活，为后续的溶胶沉积反映提供活性位点。

　　图2. 水解后的PFSS分子在乙醇-水/PTFE界面处的传播状态分子动力学仿制

　　在后续的溶胶沉积进程中，基质轮廓的PFSS分子中磺酰胺基团与溶胶中的无机纳米粒子发生配位，使纳米粒子在基质外观及里面孔讲中匀称重积，变成连续且细巧的纳米复关层。对PTFE多孔膜而言，TiO 2纳米复合层精细包裹在PTFE膜的原纤外观，厚度约为~20 nm，从而抗御复合层稀少，且未大幅度变动多孔膜原有的孔谈构造（图3）。

　　进一步采纳密度泛函理论（DFT）对PFSS分子中的磺酰胺基团和无机纳米粒子之间的配位机制进行了分解，商酌发现具有共棱机合且中央原子为六配位的金属氧化物更易与磺酰胺基团实行双齿配位。与SiO 2的单齿配位分别，TiO 2、Fe 2O 3与磺酰胺基团变成的是双六元环布局双齿配位（图4），是以在基质轮廓造成的纳米复合层更加坚固坚实。

　　在上述咨询的真相上，商酌团队将分子桥联计谋行使于PTFE中空纤维膜的亲水化改性上，发清晰无机纳米复关亲水改性技能（ZL4.9, 2.8, 9.X）。如图5所示，选取该技能改性后的PTFE中空纤维膜水战争角可在4秒内降低至0°，讲明其具有很强的亲水性和水润湿性，纯水渗透通量抵达6000 L m −2 h −1 bar −1。亲水化后的PTFE中空纤维膜在强酸（pH=1）、强碱（pH=14）长时光处罚后，水渗出性和亲水性几乎安定，阐明其具有良好的长效坚硬性。

　　上述本领已在朱利平教训团队的团结企业完工落地转嫁，亲水性PTFE中空纤维膜产能来到20万平米/年，膜产品已在模具扔光液、印染、电镀、垃圾渗滤液等高难财富废水解决中取得工程行使（图6）。该项目关系得益已经验中国石化联络会结构的的科技收获判断【中石化联鉴字[2022]第255号】，判决委员评议认为：创修了聚四氟乙烯膜的中间层纳米复关制膜技艺，突破了聚四氟乙烯中空纤维膜亲水化症结技能瓶颈。

　　该斟酌工作获得了国家自然科学基金、国家主题研发洽商、浙江省万人计议、企业依赖身手修造等项目标帮助。

　　疏解：仅代表作者小我见解，作者程度有限，如有不科学之处，请不才方留言匡正！