PIC辅助NIPS法制备二维GO纳米片嵌入膜皮层的高性能染料/盐分离膜

针对膜过滤中渗透性与截留率的权衡难题，研究人员通过聚离子复合物反应辅助非溶剂致相分离法（PIC-assisted NIPS），开发了一种集成皮层不对称紧密超滤膜的一步制备策略。以水解聚丙烯腈（H-PAN）为基质、聚乙烯亚胺（PEI）/氧化石墨烯（GO）复合物为凝固浴，成功构建了兼具高水通量（226.1 L·m-2·h-1·bar-1）和优异截留率（刚果红99.8%、NaCl 3.2%）的分离膜，为高盐染料废水处理提供了高效解决方案。

　　

纺织印染行业每年产生全球20%的工业废水，其中高浓度合成染料与无机盐（如Na₂SO₄、NaCl）的混合体系对生态环境构成严重威胁。传统膜分离技术面临渗透性与选择性难以兼得的瓶颈，而现有二维材料（如GO、MoS₂）膜制备方法存在工艺复杂或选择性层过厚等问题。兰州理工大学团队在《Journal of Membrane Science》发表研究，通过创新性结合聚离子复合物反应（PIC）与非溶剂致相分离（NIPS）技术，以H-PAN为基质、PEI/GO可溶性复合物为凝固浴，一步法制备出皮层仅数百纳米厚的超滤膜，突破了传统性能限制。

关键技术包括：PIC辅助NIPS成膜工艺调控、PEI分子量与浓度优化（0.4 wt% PEI-10000）、GO纳米片在膜皮层的定向富集，以及戊二醛交联稳定膜结构。

【材料与试剂】
采用H-PAN与PEI/GO复合物体系，通过ATR-FTIR证实了PEI/GO与H-PAN的成功复合。

【膜制备与表征】
最优膜表现卓越性能：水通量达226.1±0.4 L·m^-2·h^-1·bar^-1，刚果红截留率99.8±0.1%，NaCl截留率仅3.2±0.3%。SEM显示PEI含量显著影响皮层厚度，XPS证实GO成功嵌入选择性层。

【结论】
该研究首创的PIC-NIPS协同策略实现了二维材料在膜皮层的可控排列，解决了真空过滤法规模化难题与常规NIPS皮层过厚缺陷。膜性能显著优于同类报道，为高盐染料废水资源化提供了工业化可行方案。国家自然科学基金（52203001、52202096）等资助支持了该工作。