據高分子科技微信公眾(zhong) 平台近日訊，天大吳洪、薑忠義(yi) 教授團隊成功製備超薄聚酰胺納濾膜。納濾膜指的是孔徑在1nm以上，一般1-2nm。是允許溶劑分子或某些低分子量溶質或低價(jia) 離子透過的一種功能性的半透膜。它是一種特殊而又很有前途的分離膜品種，它因能截留物質的大小約為(wei) 納米而得名，它截留有機物的分子量大約為(wei) 150－500左右，截留溶解性鹽的能力為(wei) 2－98%之間，對單價(jia) 陰離子鹽溶液的脫鹽低於(yu) 高價(jia) 陰離子鹽溶液。被用於(yu) 去除地表水的有機物和色度，脫除地下水的硬度，部分去除溶解性鹽，濃縮果汁以及分離藥品中的有用物質等。

　　
　　在實驗室超純水機中，一般使用的都是反滲透膜，反滲透膜是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人工半透膜，是反滲透技術的核心構件。反滲透技術原理是在高於(yu) 溶液滲透壓的作用下，依據其他物質不能透過半透膜 而將這些物質和水分離開來。超純水機上的反滲透膜與(yu) 超薄聚酰胺納濾膜在物力性質上有共同性，但是超純水機的反滲透膜會(hui) 隨著實驗室對水質的需求不同而采用不同的工藝，而且反滲透膜的價(jia) 格要比超薄聚酰胺納濾膜的價(jia) 格要貴很多。超薄聚酰胺納濾膜多用在海水淡化上，該膜對Na離子的去除效果非常好，並且對海水中除了Nacl之外的其它Na鹽的去除都有不錯的效果。

　　
　　傳(chuan) 統界麵聚合法形成的聚酰胺皮層厚度多為(wei) 幾十到上百納米，製約了納濾膜的滲透通量。根據Freger等建立的聚酰胺層生長動力學模型，提高胺單體(ti) 初始濃度可有效降低膜厚度，然而，傳(chuan) 統高分子超濾/微濾基膜的孔密度較低、親(qin) 水性欠佳，吸附和儲(chu) 存胺單體(ti) 能力有限。

　　
　　天津大學吳洪教授、薑忠義(yi) 教授團隊采用共價(jia) 有機框架介導界麵聚合的策略，利用二維固有孔材料在基底上首先構築高孔隙率超親(qin) 水層，再進行界麵聚合，成功製備出超薄聚酰胺納濾膜。合成了具有高比表麵積且富含親(qin) 水基團（胺基、酮基）的TpPa-1型共價(jia) 有機框架納米片（covalent organic framework nanosheets，CONs）作為(wei) 構築單元，在基底上組裝一層CONs複合基膜（CONs-loading layer composite substrate，CLS）。在界麵聚合過程中，CLS層可高效儲(chu) 存胺單體(ti) ，並優(you) 化單體(ti) 分布與(yu) 擴散，與(yu) TMC聚合後可得到超薄聚酰胺脫鹽膜。

　　
　　首先采用真空輔助自組裝將CONs沉積在商售聚醚碸微濾膜表麵製得CLS。通過改變CONs的沉積量可調控CLS中胺單體(ti) 負載量，進而優(you) 化界麵聚合反應中胺單體(ti) 的初始濃度。結果表明，提高CLS中胺單體(ti) 負載量可促進界麵聚合反應的自抑製過程，聚酰胺層厚度可從(cong) 70nm減薄至10nm以下。

　　
　　(a) 共價(jia) 有機框架介導的超薄脫鹽膜製備過程；(b) PES基膜的表麵形貌與(yu) 表麵親(qin) 水性；(c) CLS複合基膜的表麵形貌、表麵親(qin) 水性與(yu) 斷麵形貌；(d) CONs沉積量對CLS複合基膜水吸附能力與(yu) 胺單體(ti) 儲(chu) 存能力的影響；(e) CONs沉積量對複合聚酰胺膜結構的影響。

　　
　　製得的超薄納濾膜水滲透速率可達535.5L m-2 h-1 MPa-1，同時可保持良好的二價(jia) 鹽截留率（Na2SO4, 94.3%），是文獻報道納濾膜水滲透速率的2～8倍。此外，製得的超薄納濾膜在不同鹽濃度、不同操作壓力下均表現出良好的脫鹽性能和長期運行穩定性。

　　
　　(a) PA/CLS膜的分離性能；(b) 納濾性能對比圖；(c) PA/CLS膜對不同鹽溶液的分離性能；(d) PA/CLS膜對不同濃度Na2SO4的分離性能；(e) PA/CLS膜的耐壓性與(yu) (f)長期運行穩定性。

　　
　　膜技術的突破對於(yu) 整個(ge) 水處理行業(ye) 來說都是一次不小的進步，隨著越來越多的科學家對於(yu) 水處理行業(ye) 的研究和重視，也使得水處理行業(ye) 在科學技術上的不斷突破，巨大的市場商機將會(hui) 隨著技術的突破如期而至，滲源純水也將隨著科學技術的不斷進步，引領水處理行業(ye) 的良性發展，將膜法水處理技術帶給國內(nei) 每一個(ge) 實驗室。

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