抑制聚酰胺结晶实现超高渗透性高选择性纳滤膜

《Nature Communications》：Suppressing Polyamide Crystallization Unlocks Ultrapermeable and Highly Selective Nanofiltration Membranes

　　

摘要

纳滤 (NF) 膜对于水净化至关重要。然而，由于聚酰胺结晶度在可扩展的界面聚合过程中仍然难以控制，其性能在很大程度上仍通过经验方法进行优化。在本研究中，我们引入了一种 ?20 °C 下的超低温界面聚合策略，该策略能够实现聚酰胺链的直接组装，抑制结晶，并形成光滑、无缺陷且完全无定形的分离层。综合表征确认了均匀无定形网络的形成，与室温对照组相比，水渗透率提高了四倍，Cl^-/SO₄^2- 选择性提升了三倍，超越了高性能纳滤膜。光滑的表面进一步提高了纳滤膜的抗污染性能。基于真实工业废水实验的生命周期评估表明，使用该制备的膜可将处理成本降低 79.1%。这项工作确立了温控链组合作为纳滤设计的可扩展调控手段，并为迈向水处理下一代膜提供了切实可行的途径。