目前 LNF 制备仍面临三大挑战:传统界面聚合单体扩散不可控,难以稳定形成疏松结构;现有改性工艺复杂、成本高、规模化能力不足;调控助剂难以回收,生产绿色性与经济性有待提升。
离子液体(IL)的核心作用是实现单体扩散行为解耦:凭借高粘度抑制环胺单体的体相无序扩散,同时利用表面活性促进单体的界面定向扩散,从而精准调控膜孔径,成功制备出薄层、大孔径的高性能 LNF。
分子动力学(MD)模拟进一步揭示了调控机制:环胺单体的体相扩散系数随 IL 浓度增加而减小,界面扩散系数则逐渐增大,证明两者发生了解耦效应。IL 抑制环胺从水相向界面的体相扩散,但一旦到达界面,便会促进其跨界面进入油相,加快聚合反应速率,最终形成疏松的 PA 层。
在染料 - 盐混合溶液测试中,无论染料或盐浓度如何变化,膜的染料截留率均保持优异,可实现快速高效分离。长期运行 17 天后,仍保持染料截留率 > 95%、盐截留率 < 10%;每 4 天用乙醇清洗一次,通量可基本完全恢复,显示出良好的循环稳定性和再生性能。
团队采用盐诱导相分离技术,对循环使用 3 次后的 IL 进行回收。用回收 IL 制备的膜渗透率达 20.8 LMH・bar⁻¹(略低于新鲜 IL 的 26.9 LMH・bar⁻¹),染料截留率仍高达 99.4%,性能优于无 IL 膜及商业 NF270 膜。IL 的回收再利用有效降低了膜制备成本,契合绿色化学理念。
本研究通过引入可回收离子液体调控环胺 / IPC 界面聚合,成功制备出薄层、大孔径、高稳定性的松散纳滤膜。该膜核心性能突出:染料截留率 > 99.8%、盐截留率 < 10%、纯水渗透率达 26.9 LMH・bar⁻¹,且离子液体可高效回收循环使用,为高盐印染废水的染料 / 盐精准分离和资源化处理提供了绿色、经济的新技术策略。
原文链接:
https://doi.org/10.1016/j.memsci.2026.125366
原文作者:
Fei Gao, Jiawang Li, Hui Jia, Zhao Cui, and Jie Wang
DOI: 10.1016/j.memsci.2026.125366