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31
2026
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01
JMS：耐碱反渗透膜用催化剂增强半互穿聚脲网络
作者：
聚脲（PU）材料在可持续水处理所需的 pH 稳定反渗透（RO）膜领域展现出巨大潜力。然而，由 2,4 - 甲苯二异氰酸酯（TDI）衍生的 PU 膜，由于 1 - 位甲基的空间位阻效应，降低了反应动力学和交联密度，存在固有的耐碱性限制。本文提出一种三乙胺（TEA）介导策略，加速 TDI 水解并形成半互穿网络（semi-IPN），将网状脂肪族聚脲链与线性芳香族聚脲链整合到坚固的选择层中。所得膜表现出优异的脱盐性能，在水渗透率超过 1.3 L・m⁻²・h⁻¹・bar⁻¹ 的情况下，NaCl 和 MgCl₂截留率均超过 98%，与传统 PU 膜相比，NaCl 截留率提升约 38%。值得注意的是，在 0.1 M NaOH 溶液中浸泡 216 小时后，该膜的 NaCl 和 MgCl₂截留率仍保持在 92% 以上，仅下降约 5%，性能优于无 TEA 的 PU 膜和商用聚酰胺膜，后两者截留率分别下降约 9% 和 12%。动态耐碱测试证实，在高碱性环境中，该膜性能可维持在 95% 以上。机理研究表明，耐碱性增强归因于曲折的扩散路径、更高的交联密度以及丰富的双重氢键，这些因素减少了膜的溶胀并提高了水解稳定性。本研究表明，半互穿网络 PU 膜为将脱盐和废水处理技术拓展至高碱性工业废水处理领域提供了一种耐用的解决方案。
本文亮点
1.TEA 催化 TDI 水解形成致密的半互穿网络（semi-IPN）聚脲膜；
2.双重氢键与芳香环的协同作用赋予膜的耐碱性；
3.NaCl/MgCl₂初始截留率均超过 98%，在 0.1 M NaOH 中浸泡 216 小时后仍保持 92% 以上；
4.动态碱性过滤过程中，MgCl₂和 Na₂SO₄截留率持续维持在 95% 以上；
5.该催化剂诱导策略将膜的应用场景拓展至高碱性工业废水处理领域。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/w5EiDWScMthgye_tyTDtTg
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