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30

2026

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06

NC:木质素碱调控界面聚合,造出高选择性纳滤膜

作者:


研究背景

薄层复合聚酰胺(TFC PA)纳滤膜在非常规水源(如废水、海水及苦咸水)处理中展现出巨大的应用潜力,其核心优势在于优异的溶质-水和溶质-溶质选择性。这类膜通常通过在多孔基材上进行界面聚合(IP)制备,其中水相中的胺单体扩散至有机相并与酰氯单体反应。然而,传统IP过程中单体的分布与扩散难以*控制,易导致聚酰胺(PA)层存在缺陷,限制其选择性和渗透性。同时,提升膜的分离性能常面临“权衡效应”,即提高交联度虽能增强选择性,却会增加传质阻力、降低水通量。因此,深入理解IP反应机制并进行有效调控,是突破这一瓶颈、开发高性能纳滤膜以应对水资源短缺问题的关键。

本文摘要

薄层复合聚酰胺(TFC PA)膜在节能液体分离领域具有广阔前景,但通过一种简便且与现有生产线兼容的方法同时实现高渗透通量和*分离仍然是一大挑战。本文展示了利用造纸废液中的木质素碱(LA)作为水相添加剂来调控界面聚合(IP)过程,以制备高性能纳滤(NF)膜。多种表征手段和分子动力学模拟表明,LA能够促进水相单体哌嗪(PIP)分子向有机相的扩散和分配,并使其在基材上均匀分散,加速IP反应并增强界面不稳定性,从而形成具有*薄、高度交联且褶皱形貌的PA分离层的TFC NF膜。优化后的膜表现出显著的水渗透通量(26.0 L m⁻² h⁻¹ bar⁻¹)和Cl⁻/SO₄²⁻选择性(191.0),优于目前*先进的PA NF膜。本研究为制备用于*离子分离和小分子有机物去除的*高选择性、高通量NF膜提供了一种经济可行且可规模化的策略。

 

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/R2RGblXtmEvMziiY0_kKJw