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《先进材料》期刊综述:Janus膜在能源领域的研究进展
《先进材料》期刊综述:Janus膜在能源领域的研究进展
* 来源 : 《高分子科学前沿》公众号 * 作者 : admin * 发表时间 : 2018-08-08 * 浏览 : 33

       据高分子科学前沿微信公众平台2018年7月26日讯 近几年来随着膜制备和膜改性技术的进步,Janus(两面神)膜已经成为了膜材料与膜过程领域的一个新兴方向。其利用在膜两侧的相反性质实现了一系列新功能。日前英国剑桥大学、美国阿贡国家实验室以及澳大利亚新南威尔士大学科研人员共同撰写了Janus膜的最新综述《Janus Membranes: Creating Asymmetry for Energy Efficiency》,并发表在了《Advanced Materials》上。文章系统总结了Janus膜在能源相关领域的研究进展,并且对Janus膜的制备方法、应用前景进行了探讨。综述文章的第一作者为Hao-Cheng Yang博士,通讯作者为Jingwei Hou博士及达林·塞思(Darling Seth)博士。

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图1.亲水/疏水Janus膜在收集雾滴、鼓泡、乳化以及油水分离中的应用



        作者认为广义的Janus膜是膜两侧具有不同性质的分离膜,而狭义的Janus膜则必须要求膜两侧有着相反的性质。基于狭义Janus膜的定义,作者分别就亲水/疏水以及带正电/负电两大类Janus膜进行了阐述。文章首先介绍了亲水/疏水膜在涉及两相界面的过程中的应用(如油水分离、鼓泡、乳化、破乳等),表明了利用Janus膜可以有效降低涉及两相界面的膜过程的能耗。


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图2.正电/负电Janus膜在浓差极化发电过程中的离子选择透过原理


  随后作者进一步就正电/负电类型的Janus膜进行了讨论,并且展示了其在浓差极化产电以及高效率纳滤过程中的应用。以浓差极化产电为例,Janus体系的意义在于可以有效实现某一种带电离子的选择性透过,而用传统膜则无法有效实现该功能。


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图3.导电/绝缘Janus膜在储能材料中的应用


  文章中作者还进一步详尽介绍了Janus膜的制备方法以及在储能材料、纳滤、界面催化和控温等方面的应用。