基于TMP模型优化的亲水性超滤膜在去除地表水中尼古丁的应用研究

本研究针对地表水中新兴污染物尼古丁的去除难题，来自国际团队的研究人员通过开发新型混合基质超滤膜（PVC/TA/PVP），实现了75%的尼古丁去除率和97.65%的膜通量恢复率，其建立的跨膜压力动态预测模型（R2=0.701）为水处理膜技术提供了重要技术支撑。

　　

随着工业革命与城市化的快速发展，被称为"新兴污染物"的有毒化学物质日益增多。尼古丁——一种主要存在于烟草植物中的生物碱毒素，通过烟草生产废水、卷烟制品丢弃物及制药排放进入地表水体系。本研究通过将亲水性添加剂（丹宁酸TA和聚乙烯吡咯烷酮PVP）引入聚氯乙烯(PVC)铸膜液，开发出新型混合基质超滤膜，用于尼古丁的分离回收。实验表明：当进水尼古丁浓度为80 mg/L时，该膜可实现75%的去除率和最优透水通量。通过扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、力学测试、接触角与孔隙率测定等表征手段，证实膜性能显著提升——机械强度从40.7 MPa提高至58.4 MPa，接触角降至54.1°（亲水性增强）。采用腐殖酸进行的抗污染测试显示膜通量恢复率达97.65%。特别值得注意的是，研究构建的两阶段跨膜压力(TMP)预测模型成功实现对动态操作条件的精准预测（确定系数R²=0.701），为实际水处理应用提供了重要技术支撑。