葫芦[6]脲调控聚酰胺薄膜复合膜实现有机溶剂纳滤的高渗透性与高选择性突破

针对有机溶剂纳滤（OSN）中渗透性与选择性难以兼得的瓶颈问题，研究人员通过将葫芦[6]脲（CB[6]）与聚乙烯亚胺（PEI）复合引入聚酰胺薄膜复合（PA-TFC）膜，构建了高效溶剂传输通道。该膜甲醇渗透性提升164%（3.19 vs 1.21 L·m-2·h-1·bar-1），同时保持对小分子（390 Da）>90%的截留率，为高性能OSN膜设计提供了新思路。

　　

在化工分离领域，传统蒸馏和蒸发技术长期占据主导地位，但其高能耗特性导致全球工业能源消耗占比高达50%。相比之下，膜分离技术凭借节能环保优势成为可持续发展的重要选择，其中有机溶剂纳滤（OSN）因其对小分子有机物的精准筛分能力备受关注。然而，现有聚酰胺薄膜复合（PA-TFC）膜因分子链紧密堆积导致渗透性不足，且渗透性与选择性存在"此消彼长"的固有矛盾，严重制约其工业应用。

为突破这一瓶颈，天津工业大学的研究团队创新性地将大环分子葫芦[6]脲（CB[6]）引入PA-TFC膜体系。CB[6]具有精确的分子筛分空腔和优异的溶剂稳定性，但其水溶性差和缺乏活性基团限制了应用。研究人员通过CB[6]与聚乙烯亚胺（PEI）的离子-偶极相互作用形成复合物，成功解决了溶解性问题，并利用界面聚合技术制备出新型OSN膜。该成果发表于《Surfaces and Interfaces》，为高性能分离膜设计提供了新范式。

研究采用紫外-可见分光光度计（UV-Vis）、场发射扫描电镜（FE-SEM）等技术验证CB[6]-PEI复合物的形成，系统分析了CB[6]对PA层化学组成和表面形貌的调控作用。通过优化PEI、4-二甲氨基吡啶（DMAP）和CB[6]浓度等参数，构建了具有分级孔结构的分离层。

改善CB[6]水溶性
CB[6]通过与PEI形成主客体复合物，使浑浊的CB[6]水分散液转变为透明溶液。UV-Vis光谱显示复合物在210 nm处出现特征吸收峰，FTIR证实了C=O键的电子云密度变化，证明离子-偶极相互作用成功构建。

膜性能优化
当CB[6]浓度达1.9 wt%时（CB_1.9-TFC膜），甲醇渗透性达3.19 L·m^-2·h^-1·bar^-1，较DMAP-TFC膜提升164%。同步保持对390 Da小分子>90%的截留率，连续24小时测试中对RB染料实现100%截留。溶剂传输机制分析表明，CB[6]空腔为极性溶剂提供了专属传输通道。

结论与意义
该研究开创性地利用CB[6]调控PA层微观结构，在不牺牲选择性的前提下显著提升渗透性，打破了传统OSN膜的"trade-off"限制。相较于需要复杂修饰的环糊精（CDs）和柱芳烃（P[n]a），CB[6]-PEI复合体系制备简便，更具工业化潜力。这项工作为大环分子在膜分离领域的应用开辟了新途径，对化工分离过程的绿色化转型具有重要推动作用。