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2026
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JECE｜通过增强型界面聚合策略制备复合膜用于小分子分离
作者：
英文题目
Composite membranes for small molecule separation via an enhanced interfacial polymerization strategy
中文题目
通过增强型界面聚合策略制备复合膜用于小分子分离
期刊信息：Journal of Environmental Chemical Engineering
发表日期：2025年12月20日
DOI：10.1016/j.jece.2025.120817
摘要内容
本研究开发了一种基于聚四氟乙烯（PTFE）支撑层的聚酰胺（PA）复合膜，用于有机溶剂耐受性纳滤（OSN）膜的制备。通过在PTFE表面涂覆聚多巴胺（PDA）层并结合反向界面聚合（IP）技术，成功解决了传统IP方法中由于PTFE疏水性导致的PA活性层缺陷问题。实验结果表明，制备的MPDA-PTFE-PA复合膜在有机溶剂中表现出优异的纳滤性能，对苯酚的截留率达到67.02%，有机溶剂渗透通量为17.52 L·m⁻²·bar⁻¹·s⁻¹。本研究为**分离酚类化合物提供了新的策略，展示了其在酚类废水处理和煤焦油中酚类化合物回收中的巨大潜力。
研究背景和意义
随着煤焦油废水处理和医药行业对有机混合物分离需求的增加，开发具有有机溶剂耐受性的纳滤膜变得尤为重要。PTFE因其独特的化学稳定性和低表面能被认为是理想的OSN膜材料，但其疏水性使得传统界面聚合方法难以在其表面形成均匀的PA活性层。目前的研究多集中在通过表面改性提高PTFE的亲水性，但效果有限。本研究通过在PTFE表面涂覆PDA层并采用反向IP技术，成功解决了这一问题，实现了在疏水PTFE基底上制备无缺陷的PA层，为**分离酚类化合物提供了创新的解决方案。
实验步骤
本研究中，PTFE膜首先通过PDA涂层进行表面改性以增强其亲水性。将PTFE膜浸入0.5 wt%的PDA溶液中5分钟，随后用去离子水冲洗。接着，通过反向IP技术在改性后的PTFE表面合成PA层：将PTFE膜浸入0.5 wt%的TMC正己烷溶液中1分钟，然后浸入含有0.5 wt% PEI和0.05 wt% PIP的水相混合胺溶液中3分钟。最后，将制备好的膜在50℃下干燥3分钟，并用去离子水清洗后储存。此外，为了对比传统IP与反向IP的效果，还制备了PDA改性后的PTFE膜通过传统IP方法合成的PA层。
主要结果和结论
实验结果表明，经过PDA改性和反向IP技术制备的MPDA-PTFE-PA复合膜在有机溶剂中表现出优异的纳滤性能。对苯酚的截留率达到67.02%，有机溶剂渗透通量为17.52 L·m⁻²·bar⁻¹·s⁻¹。与传统IP方法相比，反向IP技术显著提高了膜的截留性能，同时保持了较高的渗透通量。此外，该膜在不同操作压力和运行时间下均表现出良好的稳定性和重复性，表明其在实际应用中具有广阔的应用前景。
详细机理
本研究通过在PTFE表面涂覆PDA层，显著增强了基底的亲水性，使得有机相溶液能够均匀分散在PTFE表面，从而为PA层的均匀生长提供了良好的基础。反向IP技术通过先涂覆有机相再进行水相反应，进一步优化了PA层的形成过程，减少了缺陷的产生。PDA层的引入不仅改善了PTFE的表面性质，还通过增加PA层的交联密度，进一步提高了膜的选择性和稳定性。这种改进的界面聚合策略为在疏水性基底上制备高性能PA纳滤膜提供了新的思路。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/QaYK5LL9OeN6umqYE4IU9Q
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