薄膜復合聚酰胺 (TFC PA) 膜有望實現節能液體分離,但通過與現有生產線兼容的簡便方法實現高滲透性和精確分離膜仍然是一個巨大的挑戰。
在此,中山大學Fangang Meng,Shanshan Zhao,香港大學Chuyang Y. Tang展示了使用來自廢紙漿的木質素堿 (LA) 作為水相添加劑來調節界面聚合 (IP) 工藝以實現高性能納濾 (NF) 膜。
文章要點
1)各種表征和分子動力學模擬表明,LA 可以促進水相單體哌嗪 (PIP) 分子擴散和分配到有機相中,并使其均勻分散在基質上,加速 IP 反應并促進更大的界面不穩定性,從而形成具有超薄、高度交聯和皺褶 PA 層的 TFC NF 膜。
2)最佳膜表現出 26.0 L m-2 h-1 bar-1 的顯著水滲透性和 191.0 的 Cl/SO42- 選擇性,優于最先進的 PA NF 膜。這項研究提供了一種經濟有效的可擴展策略,用于制造超選擇性和高滲透性的 NF 膜,以實現精確的離子-離子分離和小有機化合物的去除。
參考文獻
Zhang, W., Zhao, S., Li, H. et al. Lignin alkali regulated interfacial polymerization towards ultra-selective and highly permeable nanofiltration membrane. Nat Commun 16, 371 (2025).
DOI:10.1038/s41467-024-55595-y
https://doi.org/10.1038/s41467-024-55595-y