中文 EN

新闻资讯

NEWS CENTER

首页

2026

CEJ：催化动力学调控，破解聚砜酰胺纳滤膜“又慢又松”的难题

作者：

针对酸性废水处理中传统聚酰胺纳滤膜易水解、而聚砜酰胺（PSA）膜反应活性低且交联不足的痛点，浙江理工大学材料科学与工程学院及化学与化工学院的研究团队开展了系统的探索。该工作由第一作者衣冰志（Bingzhi Yi）主导，黄海教授与俞三传教授担任共同通讯作者。研究中，团队提出了一种有机催化调控界面聚合动力学的策略，引入高亲核性催化剂4-吡咯烷基吡啶（PPY），成功克服了磺酰氯与胺单体反应慢、交联度低的固有局限，为高交联、耐酸型纳滤膜的设计提供了新思路。

聚砜酰胺（PSA）基纳滤膜具有内在的耐酸性，可用于酸性废水的处理。然而，由于磺酰氯与胺类单体之间的反应效率较低，导致界面聚合动力学缓慢、交联度有限，其分离性能从根本上受到限制。本研究采用一种*的催化方法，通过引入高亲核性催化剂 4-吡咯烷基吡啶（PPY），对 PSA 膜的形成过程进行动力学调控。通过对膜厚度和交联度的时间分辨分析发现，PPY 能显著加速早期的界面聚合反应，使致密的初生选择层快速形成，并在随后的膜生长过程中诱导出显著的自限性生长行为。结果表明，PPY 催化的 PSA 膜形成了更薄（约 92 nm）的选择层（对比 DMAP 催化的 PSA 膜，约 145 nm），同时具有更高的交联密度，从而实现了更小的平均孔径（约 0.501 nm vs. 0.599 nm）和更窄的孔径分布（半高峰宽 FWHM：0.374 nm vs. 0.543 nm）。这些结构上的改进转化为良好的渗透性与选择性的平衡，对一价和二价盐具有高截留率（MgCl₂: 98.1%，NaCl: 86.2%），并在酸性条件下能有效去除重金属离子（Fe³⁺, Cr³⁺, Ni²⁺, Cu²⁺，均 > 95%）。此外，PPY-PSA 膜在浓酸溶液（20% H₂SO₄, 40°C）中长时间（30 天）暴露后，仍表现出优异的结构稳定性。本研究凸显了有机催化作为界面聚合反应的强大动力学调控手段，为合理设计用于*化学环境的高交联纳滤膜提供了一个通用的框架。

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/EvFjkHqzuegXcAvueurdkQ