聚合物分离膜孔径调节和表面改性的原子层沉积方法

通用膜材料经改性或功能化，可提升性能，获得新功能，扩大应用范围。发展简单高效、普适性强的改性、功能化的方法是分离膜领域的重要研究内容。本项目提出利用原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD )对聚合物膜进行孔径调节和表面改性的新思路。ALD是基于表面自限制反应的薄膜逐层沉积技术，可在细小孔道内沉积各种薄膜，沉积层均匀致密且可在"亚埃级"的精度上调节沉积厚度。本项目拟在多种典型聚合物膜（PTFE微滤膜、PVDF超滤膜等）上沉积氧化物（二氧化钛，氧化铝等），实现对膜孔道的连续、精密调节，同时赋予膜亲水、抗污染、耐腐蚀等表面性质。将对ALD前驱体在膜孔道上的吸附、扩散和反应等界面行为、膜微结构在沉积过程中的演变规律及其与膜性能的关系等科学问题展开研究，建立对所有膜材料均适用的孔径调节和表面改性的新方法，为提升通用膜材料的综合性能、发展新型分离膜提供理论和技术上的支撑。

通用膜材料经改性或功能化，可提升性能，获得新功能，扩大应用范围。发展简单高效、普适性强的改性、功能化的方法是分离膜领域的重要研究内容。本项目提出利用原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD )对聚合物膜进行孔径调节和表面改性的新思路。ALD 是基于表面自限制反应的薄膜逐层沉积技术，可在细小孔道内沉积各种薄膜，沉积层均匀致密且可在“亚埃级”的精度上调节沉积厚度。本项目在多种典型聚合物膜（PTFE 微滤膜、PVDF 超滤膜等）上沉积氧化物（二氧化钛，氧化铝等），实现了对膜孔道的连续、精密调节，同时赋予膜亲水、抗污染、耐腐蚀等表面性质。将对 ALD 前驱体在膜孔道上的吸附、扩散和反应等界面行为、膜微结构在沉积过程中的演变规律及其与膜性能的关系等科学问题展开研究。建立了普适性的孔径调节和表面改性的新方法，为提升通用膜材料的综合性能、发展新型分离膜提供理论和技术上的支撑。本项目已在AICHE J、IEC Res和Nano Lett等期刊上发表 SCI 论文 14 篇，申请国家发明专利 4 项（已获授权3项）。