水硬度主要由 Ca2+ 和 Mg2+ 离子的持续存在驱动，仍然是工业和市政水处理中的一个关键挑战。不受控制的硬度会促进无机结垢，增加能耗，并降低热工和膜工艺的运行效率 [[1], [2], [3], [4]]。纳滤（NF）被广泛认为是一种节能技术，用于选择性去除多价离子，与致密反渗透膜相比提供了更有利的渗透性 - 选择性平衡 [[5], [6], [7]]。然而，同时实现高水渗透通量和严格的二价离子截留仍然具有挑战性，因为膜性能强烈依赖于选择性层的化学组成、形貌和传输特性。
传统 NF 膜主要通过界面聚合（IP）制造，即在液 - 液界面处形成聚酰胺薄膜 [[8], [9], [10]]。IP 可以生成能够截留多价离子的致密选择性层，但其快速界面反应会强烈限制单体传输并产生自限性、局部化生长。由此产生的选择性层可能表现出有限的有效自由体积和异质传输路径 [11,12]。相反，非溶剂致相分离（NIPS）依赖于纯粹的扩散驱动过程，提供了一种高度可扩展且直接的制造路线 [13]。然而，传统 NIPS 期间的快速质量交换通常会产生具有宽孔径分布和相对较厚皮层的不规则结构，限制了传统 NIPS 膜实现 NF 应用所需的严密选择性特性的能力 [14]。这些对比特征促使开发反应耦合相转化策略，从而结合可控的选择性层形成与 NIPS 的工艺优势。
将原位化学反应与相转化整合已成为一种有效策略，用于调节膜结构和分离性能 [[15], [16], [17], [18], [19], [20], [21], [22], [23], [24]]。通过将活性物种分布在铸膜液和凝固浴之间，网络形成可以与相分离同时进行。例如，Liu 等人将活化的羧化梳状聚（芳醚酮）（PAEK-COOH）与聚乙烯亚胺（PEI）在凝固浴中进行交联，以制造紧密的超滤膜 [15]，而 Cihano?lu 等人通过聚酰胺 - 亚胺和 PEI 的原位交联制备了带正电荷的 NF 膜 [17]。“喷丝头化学”概念进一步证明，活性物种可以在中空纤维形成过程中掺入，以生成交联聚电解质分离层 [18,19]，辅助相转化的 IP 已被探索用于离子选择性 NF 膜 [20]。席夫碱及相关亚胺形成化学也已引入膜制造中，包括界面交联的薄膜复合膜和偶氮连接的选择性层 [[25], [26], [27]]。这些研究确立了化学反应与膜形成耦合的可行性，并展示了基于反应的策略在定制膜传输和分离性能方面的通用性。然而，反应、溶剂/非溶剂交换、相分离和网络发展通常同时发生，使其各自的作用难以区分。特别是，界面反应如何影响 NIPS 过程中反应性聚合物的保留和空间分布仍然理解不足。
为了解决这个问题，我们开发了一种原位交联辅助 NIPS（CL-NIPS）策略，通过将 PEI-GA 席夫碱交联与相转化耦合，以调节 PEI 保留和选择性层形成。使用两亲性聚砜 - 嵌段-β-环糊精（PSf-b-β-CD）共聚物以促进 PEI 均匀掺入铸膜液，而凝固浴中的 GA 在膜形成过程中与 PEI 反应。这种耦合过程促进了 PEI 保留和富集 PEI 选择性层的形成，同时通过相转化产生多孔支撑体。所得膜结合了高水渗透通量与强二价离子截留。其分离行为源于尺寸排阻以及与带正电荷的富集 PEI 层相关的静电唐南排斥。使用荧光显微镜、CLSM、电子显微镜、XPS 和 ATR-FTIR，以及 PEG 和盐截留测量，对膜形成过程和结构进行了系统表征。总体而言，本工作展示了一种控制 PEI 保留和选择性层形成的反应耦合 NIPS 策略。
