蘇州大學材料與化學化工學部教授靳健課題組針對傳統(tǒng)的聚酰胺反滲透膜依賴于有毒胺單體帶來的健康風險問題，提出采用天然多酚化合物作為單體的新型聚酯反滲透膜。日前，相關研究成果發(fā)表在《自然—水》上。
此項研究首要創(chuàng)新點在于用單寧酸（TA，一種可從植物中廣泛提取的酚類物質）取代傳統(tǒng)有毒的間苯二胺來制備反滲透膜材料。與間苯二胺單體相比，單寧酸的反應活性較低，無法通過傳統(tǒng)的界面聚合形成致密、無缺陷的脫鹽層。為了克服傳統(tǒng)反滲膜制備過程中由于間苯二胺單體毒性所帶來的一系列安全和環(huán)境風險，靳健團隊創(chuàng)新性的提出了界面催化聚合，大幅提升天然多酚類化合物或多羥基化合物在界面聚合反應過程中的活性，成功制備出脫鹽性能可以媲美商用苦咸水脫鹽用反滲透膜材料。
研究團隊在水相溶液中引入了十六烷基三甲基氯化銨。十六烷基三甲基氯化銨分子中季銨鹽基團通過其Lewis酸性質有效催化酚羥基與酰氯之間的反應。同時十六烷基三甲基氯化銨兼具表面活性，使得單寧酸在界面局部富集。通過十六烷基三甲基氯化銨的表面活性和催化作用，最終形成平滑且高交聯(lián)度的聚酯反滲透膜。通過分子動力學模擬以及中性分子截留測試，顯示界面催化聚合制備聚酯反滲透膜其平均孔徑約0.4納米，遠小于傳統(tǒng)界面聚合制備的聚酯分離膜（平均孔徑~1納米）。
此外，通過界面催化聚合方法制備的聚酯反滲透膜表面光滑平整，具有十分優(yōu)異的抗污染性能。在循環(huán)過濾過程中，經(jīng)簡單的純水清洗即可實現(xiàn)膜表面的污染物的去除和膜面的再生，膜通量恢復率達到97%。與此相比，傳統(tǒng)的聚酰胺反滲透通量恢復率不到40%。
該研究為反滲透膜材料的“綠色”制備革新技術提供了強力助推。在全球水需求持續(xù)增長的大背景下，引入無毒、生物可降解的新型膜材料，將能有效緩解傳統(tǒng)膜材料在生產(chǎn)以及使用過程中的風險，或將推動學術和工業(yè)界設計更多性能優(yōu)異、成本可控且環(huán)境友好的下一代分離膜，為水資源可持續(xù)利用提供新思路。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s44221-025-00419-6
本文鏈接：http://m.enbeike.cn/news-8-3451-0.html膜“綠色”制備有了革新技術
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