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18
2026
-
09
EST:高通量纳滤膜：让矿物盐通过，把新兴污染物留下
作者：
研究背景
饮用水安全关乎公共健康，水源中药物及个人护理品、内分泌干扰物、全氟及多氟烷基物质等新兴污染物（EPs）因潜在长期健康风险而备受关注。纳滤技术*环保，是应对饮用水安全需求的理想选择。然而，主流聚酰胺纳滤膜为实现对EPs的有效去除，往往具有过低的分子量截留（MWCO < 300 Da），导致对人体有益的矿物盐（如Ca²⁺、Mg²⁺）也被过度截留，造成出水口感下降、缓冲能力与化学稳定性受损，并增加结垢风险和浓水管理负担。因此，如何在保持高通量的同时，实现对EPs的高截留与矿物盐的选择性透过，即突破选择性与渗透性之间的权衡，成为高质量饮用水处理亟待解决的关键难题。
本文摘要
具有高通量、优异的新兴污染物（EP）截留能力以及选择性透过矿物盐的纳滤（NF）膜，对于高质量饮用水处理而言*为理想，但由于选择性与渗透性之间的权衡关系，其制备仍具挑战性。在此，通过一种互补界面策略工程化制备了聚酰胺基纳滤膜，该策略涉及（2-羟丙基）-β-环糊精（CD）掺杂以及使用硫酰氯（SC）进行二次磺酰胺化反应。所得CD-PA-SC膜表现出优异的水渗透性（26.9 L m⁻² h⁻¹ bar⁻¹，分别为NF 90和NF 270的3.5倍和2.4倍），同时对五种具有不同性质的典型EPs保持高截留率，并选择性允许膳食矿物离子通过。飞行时间二次离子质谱分析、过渡态理论、MD模拟和DFT计算表明，CD-PA-SC更薄且更亲水的活性层促进了水渗透性；其更负的表面电荷有利于矿物离子通过；而定制的孔径，连同CD增强的孔内扩散阻力，确保了广谱EPs截留效果的增强。因此，CD-PA-SC结合了高*效率、低碳足迹和健康水生产，在二次供水和终端净水器方面具有广阔的应用前景。这种互补的双步改性策略为设计用于高级饮用水处理中多目标分离的纳滤膜提供了新见解。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/xwenRT2AmL9PiH-FsHec5Q
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