生物质衍生FDCC与UIO-66-NH2协同调控界面聚合制备高性能聚酰胺纳滤膜

本文推荐一种创新性纳滤膜（NF）制备策略：通过生物质单体2,5-呋喃二甲酰氯（FDCC）与UIO-66-NH2金属有机框架（MOF）夹层协同调控界面聚合（IP）过程，成功构建超薄粗糙聚酰胺（PA）分离层。该膜兼具高渗透性（16.57 LMH bar-1）与优异盐截留率（Na2SO4 97.11%），为可持续膜技术发展提供新思路。

　　

亮点

本研究通过生物质衍生单体FDCC与UIO-66-NH₂夹层的协同作用，精准调控界面聚合过程，成功制备出具有超薄粗糙结构的聚酰胺纳滤膜。FDCC的双酰氯基团与较小空间位阻特性，显著提升了膜的水通量（16.57 LMH bar^-1）和盐截留性能（MgSO₄ 97.78%），为绿色膜材料设计开辟新路径。

材料

实验采用尼龙微滤膜（孔径0.1μm）为基底，ZrCl₄和2-氨基对苯二甲酸合成UIO-66-NH₂夹层。有机相单体采用FDCC与均苯三甲酰氯（TMC）复配，水相单体为哌嗪（PIP），通过调控-COCl基团浓度优化聚酰胺网络结构。

UIO-66-NH₂/尼龙基底表征

裸尼龙基底呈现纤维交错的多孔结构（图2a），原位生长的UIO-66-NH₂颗粒均匀覆盖其表面（图2b），有效减小基底孔径并提升界面稳定性，为后续界面聚合提供理想平台。

结论

UIO-66-NH₂夹层与FDCC的协同应用，成功突破传统纳滤膜渗透选择性的"权衡效应"。FDCC的呋喃环结构通过氢键作用增强膜亲水性，其双酰氯特性则优化了聚酰胺交联度，最终实现"高水通量-高截留"的协同提升，为可持续水处理技术提供创新解决方案。