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09
2026
-
04
膜技术前沿丨Desalination：冰乙酸重构的聚酰胺纳滤膜实现抗生素溶液处理
作者：
大连理工大学化工学院贺高红/姜晓滨教授课题组近期于Desalination期刊（2026, 624,119907）发表题目为Acetic acid reconstructed polyamide nanofiltration membrane for cephalexin solution separation的文章。该文章通讯作者为姜晓滨教授和贾元东博士。
研究亮点
冰乙酸等混合溶剂的后处理通过促进聚酰胺网络溶胀并溶解低聚物，创造更大的自由体积并减少了分离层厚度。
溶剂重构活化后的膜有更大的平均孔径和明显提升的渗透通量。
文章简介
面向抗生素污染废水的纳滤膜研发中，渗透性与选择性之间的权衡仍是主要挑战。本文提出一种冰乙酸活化法，可重构聚酰胺膜的分离层形态与孔径分布。乙酸促使聚酰胺网络溶胀并溶解低聚物，从而产生额外自由体积，并在聚合物基质内形成新的互联通道。该过程在维持分离层完整性的同时，将选择性层厚度从81.6 nm缩减至40.8 nm。分子动力学模拟揭示冰乙酸分子与聚酰胺链之间存在强亲和力，驱动聚合物膨胀并增加自由体积。经稀乙酸处理后，聚酰胺膜的水通量从15.9 L· m-2· h-1· bar-1提升至21.5 L· m-2· h-1· bar-1。本研究开发了一种制备高通量纳滤膜的潜在途径，有望实现抗生素分离与可持续废水净化。
全球逐渐增长的抗生素使用量导致水体中的抗生素污染水平升高，纳滤技术在处理有机小分子污染物中具有低能耗的优势。然而，渗透通量和抗生素去除率之间的权衡仍然制约着纳滤技术的发展。溶剂活化纳滤膜的方法已经在大量文献中报道，但酸性溶剂对半芳香聚酰胺膜的影响行为仍未被探索。
在界面聚合形成的初生聚酰胺上倾倒冰乙酸和正庚烷的混合溶剂，浸泡一定时间后晾干并进入烘箱中进行热处理。如图1所示，纯正庚烷溶剂处理未对表面形态产生改变，而冰醋酸处理则使膜表面形成了低密度的环状结构。这是因为冰醋酸与正庚烷和水均互溶，从而扰乱了液-液界面的稳定性。经冰醋酸浸泡并加热处理后的聚酰胺层厚度明显下降。在此过程中，强极性的冰乙酸溶剂溶解了膜表面低交联度的聚合物。原子力显微镜进一步分析显示经冰醋酸处理后膜表面粗糙度增高，表明聚酰胺表面受到冰醋酸的蚀刻作用。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/brLfZ1IgYeVV1eDWksOdhQ
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