硫系聚合物凭借硫键独特的化学多样性，集热稳定性、力学强度与功能可调性于一体，在高端膜分离与功能涂层领域备受瞩目。聚三硫碳酸酯（PTTC）不仅兼具高结晶性、高折射率与化学可回收性，其动态富电子三硫代碳酸酯（TTC）基团更赋予材料金属亲和性、刺激响应性及光物理特性，是一类极具潜力的功能高分子。然而，现有研究多局限于线性本体聚合，缺乏温和条件下构筑二维PTTC纳米薄膜的有效策略，严重制约了其在限域传质与表面功能化中的应用。

图1. 基于界面聚合法的PTTC纳米薄膜的制备与表征。

  针对上述挑战，长安大学颜录科/陈曦团队开发了一种温和界面聚合策略，利用多官能度TTC盐与烷基溴在液-液界面的受限缩聚，成功制备出大面积连续的自支撑PTTC纳米薄膜。该策略通过调控单体扩散与界面反应动力学，实现了膜厚与结构的精准调控。所得薄膜具高折射率（1.674），并展现出鲜明的角度依赖结构色。尤为重要的是，PTTC薄膜本征具备宏观RAFT活性，可作为平台实现精准表面功能化修饰，在智能分离膜与先进光学涂层领域展现出广阔的应用前景。

  该工作以“2DSulfur-EnrichedPolymerNanofilmasaMacroscopicRAFTAgent towardProgrammableIon-SievingMembranes”为题发表在《Macromolecules》上。长安大学2024级博士研究生张盼盼为第一作者，长安大学颜录科教授、陈曦副教授为共同通讯作者。

  拉曼与ATR-FTIR谱中，ν(C=S)与ν(C?S)特征峰与PTTC参比吻合（图2a, b），确证TTC官能团成功构筑；XPS显示S 2p结合能契合标样，表明界面聚合过程几无氧化（图2c,d）。调控反应时间可精准裁度膜厚：SEM观测到表面褶皱源于快速反应致局域温升与界面失稳（图2e, f）；薄膜呈非线性生长，厚度自5 min的184 nm增至30 min的700 nm（图S14, S15）。AFM表征显示2 min所得薄膜厚约80 nm、粗糙度低至3.9 nm（图2g-i），且增厚过程中表面平整性保持稳定（图S16）。PTTC纳米薄膜秉硫系高折之性，兼得纳米级厚度可调，为高性能光学涂层提供了理想平台。

图2. PTTC纳米薄膜的结构与形貌表征。

  原位界面聚合于PVDF膜上构筑致密超薄PTTC分离层，水接触角由81°降至58°，有效孔径约0.50 nm；4 bar下Na₂SO₄截留率>95%，通量达29.8 L m^-2 h^-1，分离受筛分与Donnan排斥协同调控。可见光PET-RAFT聚合分别接枝AM、DMC、AA，制得PTTC-PAM、PTTC-PDMC、PTTC-PAA膜，增重398%、240%、517%，接触角降至46°、36°、24°；接枝链赋予差异化电荷，展示了PTTC薄膜在耐酸分离及膜表面功能调控中的应用潜力。

图3. 基于PET-RAFT聚合的PTTC膜表面可编程功能化。

  PET-RAFT接枝通过协同调控孔径、表面电荷及亲水性，赋予PTTC膜差异化离子分离性能。PEG截留实验表明，接枝后膜孔径缩减，其中PTTC-PAA孔径约0.24 nm且分布最窄（图4a-c）。PTTC-PAA兼具小孔径、负电性与高亲水性，Na₂SO₄截留率>99%，水通量达66.4 L m^-2 h^-1；PTTC-PDMC呈正电性，对MgCl₂与MgSO₄截留率分别达96.9%与85.3%（图4d）。二者NaCl/Na₂SO₄与NaCl/MgCl₂选择性分别达87.1与22.0，且14天内性能稳定（图4e-g）。该选择性源于尺寸筛分与Donnan排斥的协同：PTTC-PAA小孔限域与负电表面强化SO₄^2-排斥，辅以SO₄^2-高脱水能垒；PTTC-PDMC正电表面则优先排斥Mg²⁺。上述结果证实，PET-RAFT接枝可通过精准调控膜结构与界面性质实现靶向离子分离，为二维PTTC纳米薄膜的功能化设计提供了新范式。

图4. 膜的结构–性能关系与离子分离选择性调控。

  该研究工作得到陕西省创新能力支持计划、陕西省重点研发计划、中央高校基本科研业务费专项资金、有机光电子与分子工程重点实验室开放基金以及长安大学研究生科学创新实践项目的支持。

  原文链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.6c01169

团队及负责人简介

长安大学绿色与功能高分子创新团队以减污降碳为发展目标，开展绿色与功能高分子及其复合材料研究，致力于其在污水处理、交通路面强化、废塑料绿色再生与高值化等领域的应用及相关工程问题研究。研究聚焦于绿色功能污水处理膜、缓黏沥青基复合材料以及高性能绿色再生塑料等三个主要方向。团队以颜录科教授为学术带头人，拥有教授3名，副教授5名，讲师及工程师2人，博士和硕士研究生30余人。团队常年招收材料、化工、环境相关专业的博士后、博士研究生与硕士研究生，待遇执行长安大学相关标准，热忱欢迎有志之士加盟。

颜录科，长安大学材料科学与工程学院教授，博士生导师，陕西省科技创新团队（绿色与功能高分子创新团队）负责人。长期从事绿色与功能高分子及复合材料在污水处理、交通路面强化、废塑料绿色再生与高值化等领域的关键技术研发及应用。近五年来，主持和参与国家自然科学基金、陕西省自然科学基金以及陕西省创新能力支撑计划等多项研究项目，在Nat. Commun.、Adv. Funct. Mater.、Macromolecules、Small、Carbon、NanoRes.等国际主流材料类期刊发表论文60余篇，授权国家发明专利18项、成功转化2项，制定团体标准与行业标准各1项。荣获浙江省自然科学三等奖、宁波市科学技术二等奖和临沂市科技进步二等奖等。发起全国高分子材料产学研论坛，已成功召开五届。

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yanlk_79@hotmail.com 或 lkyan@chd.edu.cn

陈曦，长安大学材料科学与工程学院副教授，研究生导师。陕西省科技创新团队（绿色与功能高分子创新团队）成员。长期从事功能高分子凝胶基础研究及生物应用，聚焦凝胶结构设计与成型调控，深入开发具有优异生物相容性、可调控理化特性及特定生物活性的水凝胶材料，服务于药物递送、组织工程、伤口愈合及生物传感等领域；同时致力于无机/有机杂化纳滤膜的设计制备与功能化应用，重点突破杂化纳滤膜在分离精度、稳定性及抗污染性方面的瓶颈，探索高效、环保的纳滤膜材料，满足水处理、药物分离、食品加工及环境保护等领域的迫切需求。主持国家自然科学基金项目，陕西省重点研发计划，参与陕西省、宁夏自治区重点研发计划等多项项目，在Adv. Funct. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Res.、Macromolecules、Chem. Sci.、ACS Appl. Mater. Interfaces等期刊发表论文20余篇。

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