研究人员利用离子液体开发新型防污纳滤膜

中国科学院过程工程研究所万银华教授课题组提出了一种新的后改性策略，旨在实现纳滤(NF)的高分离选择性和强抗污染性膜。该策略涉及离子液体(IL)诱导的聚酰胺溶胀重排，这有利于聚电解质深度接枝。该研究发表在AIChE 杂志上。

纳滤是一种很有前景的低能耗分离工艺，用于水净化和资源回收。然而，膜污染是指物质在膜表面和孔内的积累，在实际应用中仍然是一个长期存在的问题。它会导致跨膜阻力增加、渗透通量降低和分离选择性变化，从而导致产水质量恶化。

后接枝通常用于修饰纳滤膜并通过调整其亲水性和带电特性来减少其结垢倾向。然而，表面接枝通常会导致孔显着变窄或堵塞，从而导致渗透性损失。此外，单电荷表面难以抵抗具有不同电荷的混合污染物。

“在我们的策略中，我们使用离子液体(IL)-乙醇(EtOH)来诱导聚乙烯亚胺(PEI)的深度接枝并重新排列聚酰胺层，从而改善纳滤膜的表面和孔径特性，”万教授解释道。

该系统利用IL对聚酰胺层的强亲和力和EtOH的低扩散位阻来诱导聚酰胺溶胀并实现PEI的深度接枝。这也允许有针对性地填充较大的孔隙，从而导致更窄的孔径分布。氨基的深度接枝使聚酰胺层高度亲水且接近电中性，从而对疏水性大分子和混合带电分子保持优异的防污能力。

此外，当分别用焦化废水和糖蜜进行测试时，纳滤膜表现出显着的长期防污和分离选择性稳定性。其性能与NF270相当。

该研究的通讯作者罗建全教授说：“这项研究强调了利用IL诱导的聚电解质深层接枝来提高纳滤膜防污性能的可能性。”“它强调了溶剂性质在接枝行为中的重要性，并为制造用于废水处理和资源回收的先进纳滤膜提供了一个多功能平台。”

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