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谢高艺老师研究团队在同时具备抗蛋白黏附与杀菌功能的抗污染膜研究中取得最新进展

发布日期:2025-10-13 10:18 阅读次数:

膜分离技术以其高效、低能耗和环境友好性等显著优势,在化工、环保、食品等诸多领域广泛应用。然而,膜污染问题始终是制约该技术发展的瓶颈。污染不仅导致膜分离性能下降、维护成本攀升,更会显著缩短膜的使用寿命。造成膜污染的关键原因在于:传统的高分子膜材料大多为疏水性材料,其膜表面极易吸附蛋白质、细菌等污染物。因此,对膜表面进行亲水改性,弱化膜表面与污染物的相互作用,是提升其抗污染性能有效途径。

谢高艺副教授研究团队曾在多巴胺的辅助作用下将含邻苯二酚集团的单体和亲水性两性离子单体聚合得到的无规共聚物结合到了膜表面,研究表明改性膜的亲水性得到了改善,不仅显著提高膜的抗污染性能,还解决传统膜的“trade-off”效应(COLLOID SURFACE A, 2023, 656: 130505)。然而,在该研究的过程中也发现所制备的无规共聚物存在水溶性不佳的缺陷,为解决此问题,研究团队利用ARGET-ATRP聚合技术将邻苯二酚基团、两性离子和/或阳离子基团结合到同一个高分子中,制备得到了多种水溶性良好的嵌段共聚物,并通过多巴胺辅助沉积策略制备得到了多种亲水改性膜,展现了优异的抗污染性能。其中,PDA/p(DCD)-1-PVDF改性膜展现出卓越最佳的性能:高分离效率(纯水通量为187.4 L·m-2·h-1,牛血清白蛋白截留率达97.17%)、优异的抗污染性(FDR值为9.57%,FRRt,corr值为84.78%)和极强的灭菌性能(对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌灭活率均达到100%)。本研究证实了“两性离子-阳离子”结构在提升超滤膜抗蛋白黏附和灭菌性能方面的应用潜力。

相关成果以”Anti-adhesive and antimicrobial coatings on ultrafiltration membranes via dopamine-assisted co-deposition of zwitterionic-cationic copolymers”为题发表在Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects期刊(DOI:10.1016/j.colsurfa.2025. 137774)。论文第一作者为五邑大学硕士生李天成,通讯作者为五邑大学谢高艺副教授和张梦辰副教授。

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