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当前水处理面临需求与污染挑战，RO 膜应用关键但相关研究有限。研究人员采用 CAIP 法制备 PA TFC-RO 膜，在水相引入 SDS。结果显示膜性能提升，优化膜盐截留达 95%，为高效水处理提供可能。
水是生命之源，但如今全球正面临着日益严峻的水资源短缺与污染难题。快速增长的人口、不断推进的工业化进程以及气候变化等因素，使得清洁水资源的供应岌岌可危。在这样的背景下，以膜分离技术为核心的水处理手段愈发受到关注，尤其是反渗透（Reverse Osmosis，RO）技术，因其在海水淡化、饮用水生产和废水处理等领域的卓越表现，成为了研究的焦点。然而，传统的 RO 膜在性能上存在一定的局限性，例如在界面聚合（Interfacial Polymerization，IP）过程中，膜的水通量和盐截留率往往难以兼得，这极大地限制了 RO 膜在实际应用中的效率，开发高性能的 RO 膜成为了水处理领域亟待解决的问题。
为了突破这一技术瓶颈，来自 Myongji University 的研究人员开展了一项具有创新性的研究。他们将目光聚焦于共溶剂辅助界面聚合（Co-solvent Assisted Interfacial Polymerization，CAIP）技术，尝试通过在水相中引入表面活性剂来优化聚酰胺（Polyamide，PA）薄型复合（Thin-Film Composite，TFC）RO 膜的性能。这项研究成果发表在《Desalination》期刊上，为 RO 膜的制备提供了新的思路和方法。
研究人员在实验中采用了以下主要关键技术方法：首先，使用自动化的 Elcometer 4340 自动涂膜机和 Elcometer 流延刀，在无纺布支撑层上均匀涂覆由聚砜（Polysulfone，PSf）、N - 甲基 - 2 - 吡咯烷酮（NMP）和无水氯化锂（LiCl）组成的超滤铸膜液，制备支撑层；然后，以间苯二胺（m-Phenylenediamine，MPD）和均苯三甲酰氯（Trimesoyl Chloride，TMC）为单体，通过 CAIP 法制备 PA TFC-RO 膜，同时在水相中引入十二烷基硫酸钠（Sodium Dodecyl Sulfate，SDS）作为表面活性剂，系统地研究了 SDS 浓度对膜性能的影响。
膜形态学研究
通过扫描电子显微镜对制备的超滤膜、界面聚合膜和共溶剂辅助界面聚合 RO 膜的表面形态进行分析。结果表明，引入 SDS 后，膜的表面形态发生了显著变化，形成了更开放、均匀的脊谷状聚酰胺结构。这种形态的改变得益于 SDS 改善了水相 MPD 和有机相 TMC 之间的混溶性，促进了单体的扩散和界面反应动力学，为膜性能的提升奠定了基础。
膜亲水性和性能研究
研究发现，SDS 的加入显著提高了膜的亲水性。随着 SDS 浓度的变化，膜的水通量和盐截留率也呈现出不同的趋势。当 SDS 浓度为 0.1 wt% 时，优化后的膜表现出最佳性能，盐截留率高达 95%，同时保持了较高的水通量。与传统界面聚合法制备的膜相比，CAIP 法制备的膜在表面形态、水通量和盐截留率等方面均有明显改善，证实了 SDS 的添加能够有效调控膜结构。
研究结论和讨论
本研究成功地通过 CAIP 法制备了 PA TFC-RO 膜，并通过在水相中引入 SDS 实现了对膜性能的优化。研究结果表明，CAIP 技术结合表面活性剂的使用，能够有效改善膜的形态和性能，打破传统 RO 膜水通量和盐截留率之间的权衡关系。这种新型膜材料在工业用水和废水处理领域展现出了巨大的潜力，为高效、可持续的水处理应用提供了新的解决方案。
这项研究不仅拓展了 RO 膜制备技术的思路，还为解决全球水资源危机提供了新的技术支撑。通过对膜结构和性能的深入研究，研究人员为开发更高性能的水处理膜材料奠定了坚实的基础，有望在未来的水处理领域发挥重要作用，推动水资源的可持续利用和保护。
