由两种或两种以上物化性质不同的均聚物链通过共价键连接构成了嵌段共聚物。嵌段共聚物通过自组装可形成包括球、圆柱、螺旋和层状的相分离结构，利用物理或化学方法将分散相转化为孔道即可构筑用于液体分离的高性能膜。作为构建新一代分离膜的重要膜材料，嵌段共聚物备受关注，其成孔方法也有多种，主要包括自组装与非溶剂诱导相分离相结合（SNIPs）、选择性刻蚀/溶解、选择性溶胀等。这些方法对快速、高效构建孔隙率、孔径和孔表面化学性质高度可调的膜结构较为困难。同时，受制于分离膜对孔道贯穿膜层的要求，目前只有圆柱相和螺旋相的嵌段共聚物用于制备嵌段共聚物分离膜。

  基于以上考虑，King Abdullah University of Science and Technology的郭雷鸣博士（现为东华大学纺织学院研究员）等人受嵌段共聚物在溶剂中的溶解现象启发，通过将溶剂与非溶剂混合延缓嵌段共聚物溶解速度、再利用非溶剂终止溶解过程的方法获得了孔道贯穿的薄膜结构。混合溶剂处理1秒即可将嵌段共聚物密实薄膜转变为纳米多孔膜。调控溶剂和非溶剂的混合比例可赋予嵌段共聚物膜不同的孔型、孔径和孔隙率。 

图1 不同孔径和孔隙率的嵌段共聚物膜的快速构建

  进一步研究发现，改变混合溶剂中溶剂与非溶剂的种类、混合溶剂的处理时间以及终止溶剂的种类可任意调节嵌段共聚物膜的孔径、孔隙率和孔表面化学性质。采用此方法制备的非均匀孔道的嵌段共聚物超滤膜的分离性能与均匀孔道的分离膜相当。

图2 二氧化碳基嵌段共聚物膜的分离性能

  文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202212400