石墨烯纳米毛细管中水蒸气与有机分子的弹道协同传输机制及其在可持续脱盐技术中的应用

这篇研究通过合成具有可调氟化侧链接枝率的聚芳基哌啶（PBP）基阴离子交换膜（AEMs），显著提升了电渗析（ED）脱盐性能。优化后的QPBP-20%QF-C膜在720小时碱耐受测试中保持稳定，脱盐率达90.9%，能耗仅3.53 kW·h·kg?1，为高盐废水处理和资源回收提供了创新解决方案。

　　

Highlight

本研究通过超酸催化法构建了无醚键聚芳基哌啶（PBP）骨架，并引入含氟末端功能化侧链（QF），显著增强了阴离子交换膜（AEMs）的碱稳定性和微相分离能力。化学交联进一步提升了膜的尺寸稳定性和机械性能。

Physicochemical properties of AEMs

离子交换容量（IEC）是评估膜性能的关键指标。随着QF侧链接枝率的增加，膜材料的亲水性和IEC显著提升。QPBP-20%QF-C膜表现出最优的水吸收率（WU）和溶胀比（SR），同时保持低电阻（<3.5 Ω·cm²），为高效离子传输奠定了基础。

Conclusion

基于PBP-QF的AEMs在ED脱盐中展现出卓越性能：QPBP-20%QF-C膜的脱盐效率达90.9%，电流效率86.4%，且经720小时碱处理后仍保持88.65%的脱盐率。该研究为耐碱膜材料设计和可持续水处理技术提供了新范式。