具有卓越pH耐受性和抗污染性的全芳香聚脲纳滤膜用于纺织废水处理

《Journal of Membrane Science》：Highly Li-selective fully aromatic polyamide membranes prepared via combined cosolvent addition?solvent activation

本文报道了一种通过界面聚合法制备的新型全芳香聚脲纳滤膜（BDSA-TDI膜），该膜在极端pH（0-13）环境下表现出优异的结构稳定性和抗污染性能，对染料Direct Red 23的截留率达98.9%，同时保持低盐截留率（NaCl 2.1%，Na2SO4 12.6%），为高盐纺织废水的零液体排放提供了创新解决方案。

　　

材料与化学品

盐酸（HCl, 36%）、氢氧化钠（NaOH, >98%）、甲苯二异氰酸酯（TDI, 97%）、三乙胺（TEA, 99%）、2,2-联苯胺二磺酸（BDSA, 97%）、直接红23（DR23，分子量：813.7 Da）、正己烷、氯化钠和硫酸钠由南京化学试剂有限公司提供。聚醚砜（PES）超滤膜基材（截留分子量：50000 Da；水渗透性：250 ± 20 L m^?2 h^?1 bar^?1）购自北京瑞升膜技术有限公司，储存于水中未预处理。

BDSA-TDI膜的制备与表征

本研究通过界面聚合（IP）工艺，改变前体BDSA和TDI的浓度来制备和优化BDSA-TDI膜，如图2a所示。通过直接测量水通量以及对单一盐（NaCl或Na₂SO₄）和DR23的截留率来确定膜制备的最佳条件。如图1和表S1所示，在固定BDSA浓度为3.0 wt%时，增加TDI浓度（从0.1 wt%到0.4 wt%）导致水渗透性降低。

结论

本研究通过BDSA和TDI单体的界面聚合，成功制备了一类具有卓越耐极端pH性能和增强抗污染性能的新型全芳香聚脲（PU）膜。通过调控单体浓度，所设计的具有松散堆积表面结构的BDSA-TDI膜表现出90.8 L m^?2 h^?1 bar^?1的纯水渗透性、98.9%的高DR23截留率，以及对Na₂SO₄和NaCl的低截留率（分别为12.6%和2.1%）。选择性因子