聚叔胺纳米过滤膜：突破性耐碱技术实现木质素/碱液高效分离

本文报道了一种通过哌嗪(PIP)与1,3,5-三溴甲基苯(TBMB)界面聚合制备的聚叔胺(PTA)纳米过滤膜，该膜在5 mol L?1 NaOH溶液中保持30天性能稳定，木质素截留率达95%，碱液回收率80%（NaOH纯度98.4%），为木质素可持续提取和碱性环境分离应用提供了创新解决方案。

　　

Highlight

本研究通过创新性的界面聚合策略，成功构建了具有C–N–C键网络结构的聚叔胺(PTA)纳米过滤膜。这种化学键的独特稳定性使其在极端碱性条件下（高达5 mol L^?1 NaOH）展现出"金刚不坏"之身——30天浸泡后性能衰减不足1%，堪称膜材料界的"耐碱冠军"。

Materials

实验采用高纯度原料：1,3,5-三溴甲基苯(TBMB，98%)和哌嗪(PIP，99%)作为关键单体，搭配不同分子量的聚乙二醇(PEG)和木质素(Mw 1513 Da)作为测试溶质。所有试剂均来自知名供应商，确保实验数据的可靠性。

Morphology and chemical composition of PTA membranes

扫描电镜(SEM)揭示PTA膜具有典型的薄层复合结构，40纳米厚的活性层像"分子筛网"般致密均匀。X射线光电子能谱(XPS)检测到特征性的叔胺氮峰，证实了成功聚合。有趣的是，原子力显微镜(AFM)显示膜表面粗糙度仅为2.1 nm，这种"分子级光滑"表面有效减少了污染物吸附。

Conclusion

就像给膜材料穿上了"碱性防护服"，PTA膜通过稳定的C–N–C键网络实现了：①木质素截留率95%的"精准捕捉"；②14 L m^?2 h^?1 bar^?1的"高速水流"；③碱液回收纯度98.4%的"资源循环"。这项技术为生物精炼领域提供了绿色高效的分离新范式。