综述：互穿聚合物网络用于孔工程和界面控制的大分子方法新进展：近期发展

《Macromolecular Rapid Communications》：Emerging Macromolecular Approaches to Pore Engineering and Interfacial Control Using Interpenetrating Polymer Networks: Recent Developments

本综述系统阐述了互穿聚合物网络（IPNs）技术在水处理领域的最新突破。文章重点分析了IPNs如何通过精准调控孔结构（如d-间距）和界面相互作用（如氢键、静电作用），显著提升膜材料的抗污染性、重金属/染料选择性去除能力及脱盐性能（具有更优的渗透性-选择性权衡），为开发高性能可持续水处理方案提供了创新平台。

　　

ABSTRACT

人口增长和快速工业化对水质产生了关键影响。重金属、染料、塑料和制药废物对水体的污染对人类健康构成重大危害，并可能导致致癌、不可生物降解的毒素释放到环境中。废水中污染物的去除已通过多种方法进行，包括过滤、吸附、生物高级氧化过程、光催化、电化学和离子交换。根据IUPAC的定义，互穿聚合物网络（IPNs）是由两种或多种聚合物网络组成的材料，这些网络之间没有共价键合，并且不破坏化学键就无法分离。它们提供了超越单网络系统、嵌段共聚物或聚合物共混物的能力。其双网络设计能够控制孔隙率、d-间距、界面相互作用、选择性和电荷密度，同时最大限度地减少蠕变和溶胀。这使得膜在暴露于水中时能保持其结构，并能承受持续的高压。通过基于表面能和官能团仔细匹配聚合物，IPNs产生协同的界面相互作用（如静电力、氢键、π-π相互作用和范德华力），从而稳定界面，提高机械强度，并允许精确调整孔结构以获得所需的传输特性。这些特性带来了性能的提升，包括防污和抗菌能力、选择性去除重金属和染料、通过改善渗透性-选择性比来提高脱盐效率，甚至通过孔工程和定制的界面化学去除微塑料。此外，IPNs可作为稳定的基质，用于集成不会渗出的纳米填料。它们可以使用可扩展的方法进行加工，例如相转化、界面聚合、紫外线照射和热聚合。总体而言，与传统的聚合物系统相比，IPNs提供了一个更有前景的平台，特别是对于长期、大容量的水处理应用。这篇综述论文深入探讨了IPNs的最新发展、为优化其性能而实施的各种表面改性方法，以及孔工程和界面控制策略的进展。该综述探讨了使用IPN膜成功进行水净化、酸回收、微塑料和病原体去除、重金属吸附、染料和挥发性有机化合物去除以及稀土金属提取的案例，其更广泛的目标是可持续性。

Conflicts of Interest

作者声明无利益冲突。