近年來，納濾膜由于其獨特的技術(shù)優(yōu)勢，已越來越多地應(yīng)用于環(huán)境水處理過程中。其中，基于聚酰胺(PA)化學的薄層復合膜由于其基膜和分離皮層可分別優(yōu)化設(shè)計以及分離效率高等特點，在實際生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛。研究表明，界面聚合反應(yīng)過程中水相單體擴散至有機相一側(cè)反應(yīng)并最終形成超薄的PA層，由于界面反應(yīng)速率快，傳統(tǒng)的制備方法難以實現(xiàn)PA膜性能的精確調(diào)控。降低水相單體在有機相中的擴散速率可以調(diào)控PA膜的動力學形成過程，從而最終影響膜的分離性能。納米材料摻雜、基膜改性以及中間層輔助界面聚合可以調(diào)控水相單體的擴散速率，但這些方法涉及的過程通常費時費力，且難以規(guī)；糯。以往的研究主要局限于水相單體的單獨調(diào)控，考慮到界面聚合反應(yīng)過程中有機相單體同時參與反應(yīng)，同步調(diào)控水相和油相單體在界面處的遷移速率可極大地影響薄層復合膜的結(jié)構(gòu)和性能。
近日，山東建筑大學智慧環(huán)境團隊成小翔教授、朱學武博士提出了一種經(jīng)濟高效的溫度輔助界面聚合 (TAIP)策略，用于同步調(diào)控界面聚合反應(yīng)過程中水相和油相單體的擴散速率，從而制備形貌和分離性能可控的納濾膜。TAIP策略制備的納濾膜具有高滲透性、高脫鹽率和優(yōu)異的抗污染特性，在實際生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用潛力。該研究以“Toward Enhancing Desalination and Heavy Metal Removal of TFC Nanofiltration Membranes: A Cost-Effective Interface Temperature-Regulated Interfacial Polymerization”為題發(fā)表在ACS Applied Materials & Interface Science上。
圖1：納濾膜的表面形貌特征
圖2：納濾膜的滲透性和脫鹽率
圖3：納濾膜對重金屬離子的截留效果
圖4：納濾膜的抗污染性能
作者通過界面聚合反應(yīng)過程中有機相溫度的精確調(diào)控，實現(xiàn)了水相和有機相單體擴散速率的同步調(diào)控，成功制備了形貌和性能可控的納濾膜，為高性能納濾膜的設(shè)計提供了新思路。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c17783
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