MBR平板膜：聚离子液体份生爹孔膜及其响应传感应用

聚合物多孔膜是一大类重要的膜材料，已经在超滤、微滤等分萬膜领域荻得工业化应用，同时也作为支楼底膜在渗透汽化、气体分离、纳滤等领城发挥着重要作用。当前，大多数聚合物微孔膜由聚砜、聚丙烯腈等中性高分子制各得到。主要的方法包括溶致相分离，热致相分高、模板法等方法．聚电解质是带有可电离基困的功能高分子材料，也是重要的亲水性膜材料，但是仍难以通过传统相分离方法制备其结构可调的多孔膜．带有相反电荷聚电解质可以发生静电络合，这种快速络合模式虽然有利于材料的高效率制备，但一旦开始就难以控制，因此聚电解质复合物材料均一同质性和微结构多样化调控性较差．其与此形成鲜明对比，菜些生物可通过基因手段精准调控荷电大分子间静电络合的触发、动力学和多重相态等关键结构，实现先进的生理功能．例如，沙塔蠕虫（Sandcastle worm)可分泌分别带有正负电荷的黏合剂蛋白，通过调节体内低 pH使这两种蛋白大分子处于不络合或者微络合的流体状态，便于微成型加工。

该黏合剂蛋白复合物流体被注射入海水中目标颗粒之间时，海水较高的 pH 迅速引发蛋白质分子间的静电络合，形成初步固化，获得耐水粘合功能(图1a)。这种独特的引发式络合是实现耐水粘合功能与蜂巢状多孔结构协同的关键原因．受此启发,本文采用有机溶剂构建聚离子液体与聚丙烯酸的络合休眠体系,通过设计适当的引发方法控制静电络合进行,调控聚离子液体膜微结构(图 1b)．例如,将络合休眠体系首先溶液涂刮成膜,然后采用氨水浸泡法引发静电络合,发现可以原位耜合聚离子液体相分离与静电络合,一步法制备得到聚离子液体纳米复合膜•更为重要的是，受氨水垂直与膜表面方向扩散影响，膜截面存在静电络合梯度• 正因如此，该膜在 pHI 传感器、智能驱动器等应用中表现出优异的性能．例如,通过将聚离子液体与单模光纤结合，所制备的 pH 传感器的灵敏度和响应速度较致密聚电解质膜提高了一个数量级（图10),并可以对重金属污染离子进行痕量精细检测。

聚离子液体多孔膜还表现出优异的刺激响应传动性能．薄膜在接触室温下丙酮气氛 (2.4kPa） 时进行快速运动，在0.1s内卷由 360°．这一速度巴可以媿美猪笼草叶片的快速闭合运动,比传统聚合物传动器提高了至少一个数量级．此外，聚离子液体多孔膜传动器经过高温(220C,24h水热)、高压(100 MPa 压力)等苛刻条件处理后仍保特响应活性，具备突出的稳定性,进一步调控孔结构和聚电解质相互作用，可大幅度提高传动器的响应灵敏度，比传统餐胶的灵敏度高两个数量级，因此还可以“辨识”丁醇同分异构体分子。对聚电解质进行茶多酚仿生修饰后，还可以来用络合休眠法制备耐水聚电解质胶水，在智能识别、环境梯度能源转化、生物胶水等方面有重要的应用前景。

江苏沛尔膜业股份有限公司（股票代码：836744）成立于2007年，注册资本4800万元整，简称“沛尔膜业”，是一家集MBR平板膜产品的研发、生产、制造、服务于一体的高新技术企业，主要研发生产MBR平板膜，MBR膜组件，MBR膜元件，浸没式平板膜。沛尔膜业始终坚持与国内外知名大学如清华大学、悉尼大学、南京工业大学、常州大学、江南大学等一同合作研发，目前已成为国家行业标准HY/T 252-2018《水处理用浸没式平板膜元件》标准的主编单位，并持有6项发明专利，46项新型实用性专利。