回收水中芳香类物质具有重要的环保意义和经济价值，例如含酚废水的处理和高附加值精油的提炼。硅橡胶是一种被广泛应用于回收水中少量有机物的膜材料，但是目前的改性方法无法有效提高硅橡胶膜对芳香类物质的渗透性能。

近日，南京工业大学金万勤教授课题组发现在硅橡胶中引入刚性基团，可在纳米尺度和亚纳米尺度对聚合物的堆积结构和侧链基团的运动性进行有效调控，实现芳香类物质在聚合物膜中的高效传输。

通过宽频介电技术分析了硅橡胶不同的驰豫过程并得到聚合物链段各部分的动力学特性。苯基的引入一方面增大了链间距，为甲基的运动提供了更大的自由度，从而增强了甲基的运动性；另一方面使聚合物链段堆积的更加松散，缠绕程度下降，更有利于链段之间的相互作用。

基于对不同有机物分子在硅橡胶的传质特性分析，发现甲基运动性增强对传质的作用随着渗透物分子尺寸的增加而愈发明显，拥有高运动性甲基和松散链段堆积状态的聚合物结构更加适合芳香类物质的传输。

根据芳香类物质的物理化学性质对复合膜结构进行了匹配性设计，从而大大减少了膜孔冷凝现象对传质的削弱作用。结合新型的超薄膜制备方法，成功解决了铸膜液孔渗问题。综合优化后的硅橡胶膜对苯酚/水体系展现出了优异的分离性能。此项工作对特定目标体系分离膜的设计提供了新的研究策略。

论文信息：

PDMS with Tunable Side Group Mobility and its Highly Permeable Membrane for Removal of Aromatic Compounds

Yang Pan,Yanan Guo,Jiangying Liu,Haipeng Zhu,Guining Chen,Quan Liu,Gongping Liu,Wanqin Jin

文章第一作者是南京工业大学的博士研究生潘阳，通讯作者是刘公平教授。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202111810