山东大学环境学院王新波教授课题组发表手性分离膜研究综述

近日,环境科学与工程学院王新波教授团队与中科院过程工程研究所罗双江研究员合作在Coordination Chemistry Reviews(IF=20.6)上发表综述性论文(Advances in membrane-based chiral separation),系统总结了近年来手性对映异构体膜分离过程的膜材料、膜性能和分离机理,深入讨论了手性膜分离目前所面对的关键问题和挑战.山东大学博士生于聪为第一作者,王新波教授与罗双江研究员为共同通讯作者,山东大学为第一完成单位和通讯作者单位.

手性分子的对映体通常表现出不同的生物活性和毒性,因此手性拆分是分离和纯化生物活性物质的一项重要任务.开发有效的对映体分离策略一直是人们关注的重点.膜分离法是近年来发展的一种新型节能分离技术,具有连续操作、易于放大、无污染等优点.采用手性或非手性膜对天然手性分子和药物的外消旋混合物进行手性分离作为一项新兴技术,目前已成为膜分离过程中发展最快的分支之一.

手性分离膜通常分为液膜和固体膜.自20世纪70年代Clam首次发现用于手性分离的液膜以来,手性分离膜的发展历经几次里程碑式的突破,但高渗透性、高选择性以及高稳定性一直难以同时获得,限制了其广泛应用.近年来,具有高表面积和丰富识别位点的同手性和多孔聚合物材料制备的手性分离膜在手性分离中显示出很高的拆分效率.手性PIM、MOFs和COFs显示出高通量和高ee值,其中部分膜材料对手性底物拆分的ee值可以超过90%,甚至达到100%,成为手性分离膜发展的未来趋势.

本研究聚焦于以致密膜、多孔膜、混合基质膜和无机膜为代表的手性固膜,从材料特性、传输和分离机理、渗透效率和选择性等方面系统地综述了膜介导手性分离材料的研究进展,旨在为设计和开发高性能的手性拆分膜拓展应用领域提供指导或者指明方向.

王新波教授课题组长期致力于可溶性自具微孔聚合物的开发和利用,通过结合膜分离与小分子有机识别的理念,以期开发出高通量高选择性长寿命的手性膜分离材料,解决手性分离的卡脖子难题.

此项研究工作得到了国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究、深圳市科技计划等项目的支持.

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.ccr.2023.215392