通过助溶剂辅助的界面聚合制备的高渗透性有机溶剂纳滤膜

《AIChE Journal?AIChE》：Highly permeable organic solvent nanofiltration membrane prepared via cosolvent-assisted interfacial polymerization

低浓度N,N-二甲基甲酰胺（DMF）作为水相共溶剂可促进高性能聚酰胺（PA）复合膜的形成，该膜具有均匀的20.3±2.07 nm PA层，显著提升界面稳定性及甲醇渗透性（22.4 LMH·bar?1）和罗丹明B脱除率（99.2%），表面光滑性增强抗污染性能。

　　

摘要

通过界面聚合（IP）制备的高性能聚酰胺（PA）复合膜中，使用共溶剂来提高芳香胺单体的溶解度引起了广泛关注。然而，以往的研究通常需要较高的共溶剂浓度（>50 wt%），这会损害膜的性能。本研究证明，在水相中使用低浓度的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）作为共溶剂就足以在多孔基底上形成均匀且薄的PA层（20.3 ± 2.07 nm）。研究了DMF浓度对膜性能的影响。引入DMF显著提高了界面稳定性并改变了扩散动力学。含有30% DMF的膜表现出较高的甲醇渗透率（22.4 L m^?2 h^?1 bar^?1），同时对罗德红（rose bengal, RB）的截留率达到了99.2%。光滑的表面形态显著提升了膜的抗污染性能。该研究展示了一种简便的共溶剂辅助IP工艺，用于制备高性能薄膜复合（TFC）膜，这种膜在有机溶剂纳滤领域具有广泛的应用前景。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可在文章及支持信息文件S1和S2（.zip格式）中找到。图2（界面张力、单体浓度和扩散速率）、图5、S4和S10（XPS、FT-IR光谱、接触角、粗糙度和Zeta电位）以及图S1和S7（UV吸收光谱/标准曲线）的数值数据均存档在支持信息文件S2（.zip格式）中。图6、7、S6和S9中关于膜分离性能的数值数据同样可在支持信息文件S2（.zip格式）中获取。所有数值数据均为三次独立实验的平均值。图5C、6A、S6A和S6C中的误差条表示标准偏差。此外，如需进一步了解支持本研究结果的其他数据，可向通讯作者提出合理请求。