天然低共熔溶剂改性聚醚砜纳滤膜的绿色功能添加剂研究：提升Cr(VI)去除效率与抗污染性能

针对工业废水中高毒性Cr(VI)去除难题，研究人员创新性地将天然低共熔溶剂（NADES）作为绿色添加剂引入聚醚砜（PES）纳滤膜制备中。通过非溶剂致相分离（NIPS）技术，开发出具有96.45% Cr(VI)截留率和优异抗污染性能的膜材料，为水处理领域提供可持续解决方案。

　　

工业废水中的六价铬（Cr(VI)）因其强致癌性和环境持久性，成为全球水处理领域的重大挑战。传统方法如吸附、离子交换等存在效率低、成本高或二次污染等问题，而现有聚醚砜（PES）纳滤膜虽具备化学稳定性，却受限于疏水性和易污染缺陷。这一矛盾促使研究者探索新型膜改性策略。

在此背景下，来自伊朗的研究团队Nasrin Babajani等人在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表研究，首次将三元天然低共熔溶剂（NADES）——由l-薄荷醇、马来酸和1,5-二苯卡巴肼（DPC）按5:1:0.25摩尔比合成——作为功能添加剂引入PES膜。该NADES通过氢键网络形成深红色透明溶液，其独特组分赋予膜材料多重优势：DPC特异性捕获Cr(VI)，l-薄荷醇增强孔隙率，马来酸提升亲水性。

研究采用非溶剂致相分离（NIPS）技术制备复合膜，通过ATR-FTIR（衰减全反射红外光谱）证实NADES成功嵌入聚合物基质，SEM（扫描电镜）显示膜表面形成均匀多孔结构，AFM（原子力显微镜）测得粗糙度降低。关键实验发现，0.6 wt% NADES添加量使膜性能达到峰值：纯水通量达95.4 L/m²h，较传统PES膜提升8倍；Cr(VI)截留率96.45%，通量恢复率显著提高，证明其卓越的抗污染能力。对比研究显示，该膜在通量、接触角（表征亲水性）等指标上均优于DGEBA-PES等对照材料。

技术方法
研究团队通过熔融法合成三元NADES，采用NIPS工艺制备复合膜。通过FTIR、SEM/EDX（能量色散X射线光谱）、AFM等表征材料理化性质，以跨膜通量、截留率和抗污染实验评估性能，使用铬酸钾溶液模拟工业废水进行效能验证。

研究结果

1. 材料合成：NADES的红外光谱在1716 cm^-1（C=O键）和1633 cm^-1（C=C键）处出现特征峰，2398-3202 cm^-1宽峰证实氢键形成。
2. 膜结构：SEM显示NADES/PES膜表面形成海绵状孔结构，EDX证实铬元素在膜表面富集，表明DPC对Cr(VI)的选择性吸附。
3. 性能优化：0.6 wt% NADES添加量使接触角从78°降至54°，水通量提升至95.4 L/m²h，同时保持高截留率。

结论与意义
该研究开创性地将三元NADES作为绿色添加剂应用于膜技术，突破传统PES膜的性能瓶颈。其创新点在于：

1. 通过组分协同效应实现Cr(VI)特异性捕获与通量提升的双重目标；
2. 为重金属废水处理提供环境友好型解决方案，避免有机溶剂污染；
3. 拓展了NADES在环境工程中的应用边界。

这项工作不仅为纳滤膜设计提供新范式，更推动绿色化学理念在水处理领域的实践，对实现联合国可持续发展目标（SDG 6）具有重要参考价值。