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为解决聚合物膜再生以减少化学材料消耗的难题，研究人员以麦芽糖醇和三碳酰氯为单体，调控界面聚合参数制备聚酯（PE）纳滤（NF）膜，利用 PE 在碱性环境的化学不稳定性实现再生。经碱刻蚀，膜性能提升，且可循环再生，为可持续膜再生技术提供新视角。
在水资源短缺与污染日益严峻的当下，膜分离技术作为高效节能的水处理手段备受关注，纳滤（NF）膜因精准截留、低能耗等特性在饮用水处理、工业废水净化等领域广泛应用。然而，主流的聚酰胺（PA）基纳滤膜面临氯耐受性不足的难题，其分子结构中的胺基易与含氯清洁剂反应，导致膜性能下降、使用寿命缩短。尽管研究者通过界面聚合条件优化、表面接枝等手段改良 PA 膜，但未能从根本上解决其易氧化降解的缺陷。与此同时，聚酯（PE）纳滤膜虽因酯键结构无活性胺基而具备抗氯优势，却存在碱性环境下酯键易水解、结构不可逆破坏的致命短板，这使得膜再生技术成为突破现有瓶颈的关键方向。
为攻克聚合物膜再生与可持续利用的核心挑战，研究人员开展了聚酯纳滤膜的碱刻蚀诱导再生研究。该研究通过调控界面聚合反应参数，以麦芽糖醇（Mal）和三碳酰氯为单体，制备了致密的聚酯纳滤膜。研究发现，利用聚酯在碱性环境中的固有化学不稳定性，通过氢氧化钠（NaOH）溶液静态浸没处理，可精准控制膜的交联密度，实现表面改性与结构再生。相关成果发表在《Desalination》。
研究采用的主要关键技术方法包括：界面聚合（IP）法制备聚酯纳滤膜，通过调整反应参数调控膜结构；利用扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）观察碱刻蚀前后膜表面形貌变化；测定膜对硫酸钠（Na?SO?）、氯化钙（CaCl?）、刚果红（CR）等物质的截留率及水渗透性能；评估膜的抗污染和抗结垢性能；通过循环刻蚀 - 再生实验验证再生策略的可行性。
表面形貌与理化性质表征
SEM 和 AFM 结果显示，原始膜（Mal/OH-0）经界面聚合后，聚醚砜（PES）表面均匀的亚纳米孔消失，呈现典型的聚酯膜结节结构。经 65 秒碱处理后，膜表面出现明显区域性凹陷，随着浸没时间延长，表面粗糙度增加，聚酯层发生部分剥离，表明碱刻蚀可有效调控膜表面结构。
膜性能评估
原始膜 Mal/OH-0 对 Na?SO?、CaCl?和溶解有机碳（DOC）的截留率分别为 94.1%、15.6% 和 81.8%，展现出对硫酸根（SO?2?）与钙离子（Ca2?）的高分离选择性，可抑制石膏结垢。碱刻蚀后，最优样品 Mal/OH-65 的渗透通量达 94.1 L?m?2?h?1?bar?1，刚果红截留率达 99.6%，较商业膜 NF270 表现出更优的抗污染性能。
再生可行性验证
通过三次刻蚀 - 再生循环实验，再生膜性能与原始状态相当，证实了可控碱水解过程实现聚酯层循环刻蚀 - 再生的可行性。研究表明，强亲核性的氢氧根（OH?）离子与酯键中的羰基碳原子结合，使酯键断裂为羧酸盐和醇，从而实现膜结构的可控蚀刻与重建。
研究结论表明，通过调控碱刻蚀时间可精准调节聚酯纳滤膜的空间结构与性能，碱刻蚀诱导再生策略不仅解决了聚酯膜碱性水解的不可逆性难题，还赋予其循环再生能力，为可持续聚合物膜再生技术提供了新范式。该方法无需复杂工艺即可实现膜性能的恢复与优化，显著降低化学材料消耗，对提升纳滤膜在水处理中的经济性与环境友好性具有重要意义，为下一代抗污染、可再生膜材料的开发开辟了新路径。
