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21
2026
-
07
EST：可见光驱动光聚合纳滤膜：渗透性飙升6.6倍，环境污染物去除新利器
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研究背景
随着环境中持久性有机污染物、药品和个人护理产品等新兴污染物的不断检出，其对生态安全和人体健康构成严重威胁，去除废水中的难降解有机物对缓解水污染和水资源匮乏至关重要。纳滤（NF）技术因其高分离效率和低能耗，在保障回用水安全和降低环境风险方面发挥着关键作用。薄层复合聚酰胺纳滤膜具有良好的透水性和选择性，在微污染物去除和废水回收领域前景广阔。然而，传统纳滤膜的性能受限于渗透性与选择性之间的“权衡效应”（trade-off effect），如何同时提升水通量和溶质截留率是当前研究的核心挑战。膜表面和孔内的化学后改性已被证实可改善膜性能，但传统改性方法常涉及有毒有害的引发剂和复杂的反应条件。因此，开发绿色、*的膜改性策略具有重要意义。
提升基于膜处理的纳滤性能，有助于促进环境水回用和应对水资源枯竭。将光、电、热与传统制膜技术相结合，有望优化膜性能。本研究将界面聚合与光聚合相结合，构建了具有脊状表面形貌的光聚合薄层复合纳滤膜。在可见光引发下，2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸（AMPS）与聚酰胺网络发生交联。通过红外热像图和响应面法，揭示了光对膜表面和物理化学性质的控制效应。为呈现哌嗪（PIP）分子的扩散运动，进行了分子动力学模拟。通过密度泛函理论模拟，识别并验证了光诱导纳滤网络的交联机制。系统阐述了膜的表面物理化学特性及渗透选择性能。光聚合膜在渗透性和选择性分离能力方面均优于原始膜；在溶质截留未降低的情况下，水渗透性提升至33.5 L·m⁻²·h⁻¹·bar⁻¹，为原始膜的6.6倍。此外，有机污染物的去除和抗污染能力也得到了改善。这项工作为应用可持续资源构建高性能膜以应对环境挑战提供了新的思路。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/Ezrm8N1ypJtv2W4btBipxw
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