孙雨欣,毕辛仪,翟世龙,杨超舜,侯泉文,尹剑波

(西北工业大学 物理科学与技术学院,陕西 西安 710129)

物质的分离与过滤被广泛应用于科学研究、工业生产和日常生活等领域. 由于膜分离对操作环境要求较低,在目前能源与水资源缺乏和环境污染严重的情形下,该技术备受重视[1],并被广泛应用于污水处理、食品制造以及医疗分析等多个领域. 根据可分离的颗粒大小,可将主要的膜过滤方式分为:微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)[2]. 影响传统固体膜分离性能的主要参量是膜的结构及其表面特征(如亲疏水性、膜孔径大小以及孔径分布等),这些参量的选择和优化会受工艺水平的限制. 此外,一般情况下传统膜制备出来,膜孔径随之固定,灵活性较差. 其过滤原理一般为:允许小尺寸颗粒通过的同时截留大尺寸颗粒. 然而,当需要通过大颗粒而截留小颗粒时,这种过滤技术将不再适用. 近年来科学家受生物膜内吞作用和液体自愈特性的启发,在固体材料中加入液体材料,使膜技术有了一定突破[3-4],但完全由液体制备的膜过滤器的研究还相对较少.

在日常生活中如在肥皂膜插入1根木棍,缓慢移动木棍时肥皂膜仍可以保持不破裂的状态，取出木棍后肥皂膜会“自动愈合”，这表明了液体材料具有固体材料所没有的特殊性质——自愈性. 基于这一特殊性质，用液体制备出的膜与传统膜过滤器相比拥有反常的过滤性能:允许较大颗粒通过并阻止小……