通过Diels–Alder交联实现热触发自修复聚酰胺纳米过滤膜

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Thermally Triggered Self-Healing Polyamide Nanofiltration Membranes via Diels–Alder Crosslinking

纳滤膜开发|采用热可逆Diels-Alder键构建自愈聚酰胺纳滤膜，通过接口聚合实现损伤可逆修复，水通量达36.5 L m?2 h?1，硫酸钠脱除率>95%，热修复后性能保持率显著。

　　

纳滤（NF）膜在海水淡化、废水处理和离子分离中起着关键作用。然而，传统的聚酰胺膜会遭受不可逆的损伤，导致性能下降和运营成本增加。开发基于聚酰胺的自修复纳滤膜仍然是一个重大挑战。在这项研究中，我们通过界面聚合（IP）技术制备了一种高渗透性的自修复纳滤膜，利用热可逆的Diels–Alder（DA）反应实现损伤修复。水相单体采用呋喃功能化的聚乙烯亚胺，有机单体则选用6-马来酰亚胺己酰氯和三马来酰氯。在界面聚合过程中，酰氯与胺类物质形成了稳定的酰胺键，而马来酰亚胺与呋喃基团之间的DA反应实现了自修复功能。该膜的水通量为36.5 L m^–2 h^–1，对Na₂SO₄的截留率超过95%，分子量截断值（MWCO）为561 Da。经过热修复后，受损膜的Na₂SO₄截留率恢复到了88%，且MWCO仍保持在857 Da。这项工作为提高聚酰胺纳滤膜的性能和耐久性提供了一种有前景的策略。