聚苯胺改性聚醚醚酮基底构建高性能有机溶剂纳滤膜：一种原位聚合的界面工程策略

本文报道了一种通过单步原位聚合法在聚醚醚酮（PEEK）基底上构建聚苯胺（PANI）中间层的薄膜复合（TFC）膜新策略。该研究巧妙利用PANI的亲水性提升胺单体吸附能力，促进形成超薄致密聚酰胺（PA）分离层，使膜在有机溶剂纳滤（OSN）中实现10.0 L·m?2·h?1·bar?1的甲醇通量和371 Da的低截留分子量（MWCO），为高性能OSN膜开发提供了新范式。

　　

亮点

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  通过单步原位聚合在聚醚醚酮（PEEK）上构建聚苯胺（PANI）中间层
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  PANI中间层显著增强基底亲水性和胺单体吸附能力
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  优化后的薄膜复合（TFC）膜实现10.0 L·m^?2·h^?1·bar^?1的甲醇渗透通量和371 Da的低截留分子量（MWCO）
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  膜在6 bar压力下保持72小时运行稳定性，并在混合染料溶液中展现选择性分离效能

制备的PANI/PEEK膜表征

通过核磁共振（NMR）光谱验证了聚醚醚酮亚胺（PEEKt）的化学结构（图S2）。图2a展示了PEEKt、57-PANI/PEEK和95-PANI/PEEK膜的衰减全反射-傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）对比结果。原始PEEKt膜在1650 cm^?1处未观察到明显的碳氧双键（C=O）振动峰，而PANI/PEEK膜在该波长处出现显著吸收峰，表明酮亚胺结构成功转化为酮式结构。同时，归属于PANI的苯环和醌式结构特征峰进一步证实了PANI的成功引入。

结论

本研究开发了一种简单高效的PANI中间层修饰PEEK TFC纳滤膜制备方法。PANI的引入不仅简化了制备流程，更在PEEK基底与聚酰胺（PA）层之间建立了牢固的界面结合力。PANI固有的亲水性有效抑制了PA层向PEEK基底的渗透，从而形成致密且超薄的TFC膜，显著提升了有机溶剂纳滤（OSN）性能。优化后的膜表现出卓越的甲醇渗透性和精确的分子筛分能力，为开发高性能OSN膜提供了新思路。