山东建筑大学智慧环境团队成小翔教授、朱学武博士在性能和形貌可控纳滤膜制备上取得新进展
近年来，纳滤膜由于其独特的技术优势，已越来越多地应用于环境水处理过程中。其中，基于聚酰胺(PA)化学的薄层复合膜由于其基膜和分离皮层可分别优化设计以及分离效率高等特点，在实际生产中应用最广泛。研究表明，界面聚合反应过程中水相单体扩散至有机相一侧反应并最终形成超薄的PA层，由于界面反应速率快，传统的制备方法难以实现PA膜性能的精确调控。降低水相单体在有机相中的扩散速率可以调控PA膜的动力学形成过程，从而最终影响膜的分离性能。纳米材料掺杂、基膜改性以及中间层辅助界面聚合可以调控水相单体的扩散速率，但这些方法涉及的过程通常费时费力，且难以规模化放大。以往的研究主要局限于水相单体的单独调控，考虑到界面聚合反应过程中有机相单体同时参与反应，同步调控水相和油相单体在界面处的迁移速率可极大地影响薄层复合膜的结构和性能。
近日，山东建筑大学智慧环境团队成小翔教授、朱学武博士提出了一种经济高效的温度辅助界面聚合 (TAIP)策略，用于同步调控界面聚合反应过程中水相和油相单体的扩散速率，从而制备形貌和分离性能可控的纳滤膜。TAIP策略制备的纳滤膜具有高渗透性、高脱盐率和优异的抗污染特性，在实际生产中具有广阔的应用潜力。该研究以“Toward Enhancing Desalination and Heavy Metal Removal of TFC Nanofiltration Membranes: A Cost-Effective Interface Temperature-Regulated Interfacial Polymerization”为题发表在ACS Applied Materials & Interface上。
图1：纳滤膜的表面形貌特征
图2：纳滤膜的渗透性和脱盐率
图3：纳滤膜对重金属离子的截留效果
图4：纳滤膜的抗污染性能
作者通过界面聚合反应过程中有机相温度的精确调控，实现了水相和有机相单体扩散速率的同步调控，成功制备了形貌和性能可控的纳滤膜，为高性能纳滤膜的设计提供了新思路。
论文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c17783
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