天津工业大学徐志伟教授课题组：具有低交联度和丰富水通道的活性层和纤维毡支撑层：高性能正渗透膜

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随着人口增长和环境污染，人类对淡水的需求急剧增加。与反渗透、纳滤等膜分离技术相比，正渗透(FO)因其能耗低、水回收率高而受到越来越多的关注。但是以传统相转化支撑层制备的FO膜存在严重的内浓差极化现象，降低了FO膜的性能。而纳米纤维膜因其特有的大孔尺寸、开孔结构以及相互联通的孔道结构使其在降低浓差极化、提升性能方面具有很大的发展前景。

近日，天津工业大学徐志伟教授课题组以静电纺聚丙烯腈纳米纤维毡作为基膜，通过设计一种独特的组装策略，在纳米纤维毡表面构建了壳聚糖中间层以及具有低交联度和丰富水传输通道的活性层，制备了高性能的复合FO膜。

纳米纤维毡在FO膜结构设计中具有独特的优势。首先，大孔尺寸、开孔结构以及相互联通的结构有利于水分子快速通过，还降低内浓差极化现象，提高膜的性能。其次，壳聚糖中间层的引入不仅提高了膜的机械性能，而且阻碍了界面聚合单体向基膜孔内扩散，限制了聚酰胺的生成方向，控制了界面聚合反应的速度，形成超薄的活性层。最后，活性层中氧化多壁碳纳米管的引入不仅为水分子提供了额外的传输通道，而且降低了活性层的交联度，进一步提高水通量。最终，形成的FO膜具有超高的水通量，较低的反向盐通量。该工作为新型FO膜的结构设计提供了一种新策略。

文章的第一作者是天津工业大学讲师李楠。

论文信息：

Decorating loose defect-free hybrid selective layer on smooth intermediary: an effective way for unexpected performances of nanofiber-based forward osmosis membrane

Dr. Nan Li, Yu Han, Feiyue Yu, Dr. Wei Wang, Qin Liu, Prof. Xiaoming Qian, Prof. Zhiwei Xu, Prof. Hui Deng, Prof. Mingjing Shan

https://doi.org/10.1002/cnma.202000554

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