揭秘聚酰胺纳滤膜解交联度：结构-性能关系与微污染物去除新策略

本研究开发了一种创新的异丙醇（IPA）诱导解交联策略，通过精准调控聚酰胺（PA）纳滤膜（NFM）的交联密度，成功实现了膜性能的突破性提升。优化后的膜（NF-IPA@60）在保持高截留率（92.7% Na2SO4）的同时，水通量显著提高（27.3 LMH/bar），并展现出优异的微污染物去除能力与抗污染性能，为高性能纳滤膜设计提供了全新理论框架和技术路径。

　　

Highlight

化学与材料

采用商用NF270膜（陶氏化学）作为实验膜材。聚砜（PSF）超滤膜购自厦门威迪纳迪尔科技有限公司。异丙醇（IPA，≥99.5%）、分析级盐类（MgCl₂、NaCl、Na₂SO₄、MgSO₄、CaCl₂）、聚乙二醇（PEG-200至PEG-1000）和氢氧化钠均采购自阿拉丁生化科技有限公司。本研究使用的模型污染物（纯度均≥99%）包括…

IPA诱导调控PA纳滤膜解交联的策略

聚酰胺（PA）层内的交联度（DNC）是影响纳滤膜特性的关键结构参数，对膜的通量-选择性具有决定性作用（Abdikheibari et al., 2018; Lu et al., 2024b）。为阐明PA层交联度对膜性能的调控机制，本研究设计了一种IPA诱导解交联策略（图1a）。具体而言，通过精确控制IPA浓度和处理温度，可实现PA网络结构的可控松弛与重排，从而选择性提取松散交联的链段，形成更均匀且低交联度的新结构。

结论

本研究开发了一种创新的IPA诱导解交联策略，用于可控修饰聚酰胺纳滤膜。在最佳处理条件（60 wt% IPA，60°C，5分钟）下，NF-IPA@60膜实现了更高的水通量（27.3 LMH/bar），同时保持92.7%的硫酸钠截留率，表现出卓越的通量-选择性（A/B = 51.9 bar^-1）。该膜在天然水处理中展现出优异的微污染物去除性能，有机/矿物质选择性提高3.15倍…

作者贡献声明

Xiaozhen Lu：撰写初稿，数据整理。Lin Wang：方法论。Xuewu Zhu：撰写评审与编辑，概念设计。Liping Qiu：监督指导。Zhe Yang：撰写评审与编辑。Daliang Xu：软件处理。Jiashuai Wei：方法论。Qianxin Zhang：方法论。Chunzhao Chen：实验调查。Shan Niu：方法论。Bin Liu：撰写评审与编辑，监督，方法论，资金获取。

利益冲突声明

作者声明不存在任何已知的竞争性财务利益或个人关系，可能影响本研究报告的客观性。

致谢

本研究共同得到了济南市校融合发展战略项目（JNSX2024032）、国家自然科学基金（52400006）、山东省住房和城乡建设科技计划（2024KYKF-KCXFZ133）、区域环境与可持续发展国家重点实验室联合基金（24K22ESPCT）、水污染控制与绿色资源回用国家重点实验室开放基金（PCRRF25047）…的资助。