问题：有机溶剂贯穿新能源电池制造、药物合成与纯化、食品加工、石化工程等多条产业链，是现代化工体系的重要基础。但长期以来，溶剂回收与分离主要依赖精馏、萃取等传统单元操作，普遍存能耗高、流程长、设备投资以及运行维护成本高等问题。在“双碳”目标和绿色制造加速推进的背景下，以更低能耗实现高效分离，成为化工分离技术升级的重要方向。膜分离因流程更简、能耗相对较低而备受关注，但在有机溶剂体系中，膜材料常受限于“渗透性—选择性”难以兼顾，以及耐化学腐蚀与可规模化制备难以同时实现等现实挑战。 原因：共轭微孔聚合物膜因具备刚性π共轭骨架和稳定共价键连接，理论上具有良好的结构与化学稳定性，但其合成往往依赖贵金属催化，并需要较苛刻的反应条件，导致放大制备成本高、工艺窗口窄。更关键的是，现有策略对孔道内部化学环境的精细调控仍显不足：有的方法虽能提升选择性，却常以牺牲孔道连通性为代价，造成溶剂通量下降；另一些方法着力增强膜—溶剂亲和力，但难以同时维持稳定孔径与可控筛分，从而限制整体分离性能提升。 影响：分离环节的能耗和材料瓶颈，直接影响工艺的绿色化水平与经济性。在药物活性成分分离、精细化学品提纯等高附加值场景中，若膜材料在长期溶剂接触下发生溶胀、渗出或性能漂移，不仅会带来产品质量波动，也可能引发安全与合规风险。而在强酸等极端介质条件下，耐腐蚀不足还会限制膜技术在酸性体系溶剂回收、连续化分离等应用中的拓展。 对策：针对上述瓶颈，中山大学薛铭教授、李意副教授团队提出“孔道结构—化学环境协同调控”的微环境工程策略，通过超酸催化的乙酰基环聚反应构建氟化共轭微孔聚合物（F-CMP）膜。研究引入单官能度含氟乙酰基单体，在聚合过程中实现链终止并引入可控缺陷，借助聚合物链的动态重组，使末端氟取代基更趋靠近，从而诱导形成大量互连通道。同时，氟取代结构单元以高扭转角的刚性非平面构型存在，可抑制链内紧密堆积并显著增加自由体积。在此基础上，末端氟取代基间增强的范德华作用促使链段局部收缩，形成“宽大空腔—狭窄孔颈”相连的异质孔结构，构建类似“笼型”的传输通道：大空腔利于溶剂快速通过，狭窄孔颈提供有效分子筛分。此外，氟化引入降低了膜表面能，提升与非极性溶剂的亲和力，从传质动力学层面减少通量损失。研究还采用溶液可加工方式实现膜的大面积制备，为工程化应用提供了更可行的制备路径。 前景：测试结果显示，F-CMP膜在结构与传质性能上取得明显进展：其结构参数达到0.025，并在相近截留分子量条件下实现创纪录的正己烷渗透率，体现出对“渗透性—选择性权衡”的突破。同时，凭借C-F键的化学惰性及氟原子对芳香环反应活性的调控，该膜在18摩尔每升硫酸溶液中浸泡21天后仍保持良好选择分离性能，显示出在强腐蚀介质中的应用潜力。面向高价值药物分离场景，研究表明其对多种活性药物成分可实现超过99%的稳定截留，且长期溶剂接触下未见材料渗出现象，有望提升制药分离过程的安全性与稳定性。针对L-α-卵磷脂、β-紫罗兰酮等常见分离对象，大面积膜评估结果显示，其选择性较商用BORSIG oNF-1膜提升约45%，渗透性能也同步改善，为替代部分高能耗分离单元、推动连续化与低碳化工艺提供了新的材料方案。业内人士认为，若后续在膜组件化、长期运行评价、复杂溶剂体系以及真实料液适配诸上补充更多工程数据支撑，涉及的技术有望在溶剂回收、精细化学品分离及强酸介质处理等领域打开更广阔的应用空间。
这项研究展示了我国高性能膜材料上的最新进展，也说明了基础研究与应用需求的紧密衔接。通过对孔道微环境的精准设计与调控，研究团队在一定程度上突破了膜分离长期存在的性能瓶颈，为化工、医药、能源等领域的绿色低碳转型提供了新的技术路径。随着技术继续完善并推进产业化应用，有望在有机溶剂回收、高附加值物质分离等场景中形成更具竞争力的解决方案，助力化工行业的可持续发展。