近半個世紀以來,薄膜復合反滲透膜一直是海水淡化和水凈化的黃金標準技術。聚酰胺薄膜復合逆滲透(TFC-RO)膜因其優異的分離效率已成為海水淡化和廢水回用的首選技術。這些膜通過界面聚合法制備,但此法會造成膜表面粗糙,易吸附污染物。盡管氧化劑可減少生物污染,但聚酰胺膜在氯存在下易受損。因此,工業水處理需通過昂貴的預處理步驟(如混凝、添加防結垢劑、消毒和除氯)來保護膜。近期盡管出現了耐污染和耐氯膜,但其淡化性能不如聚酰胺膜。一種特例是在PES基材上形成的聚酯選擇性層,顯示出良好的耐氯性和淡化能力,但在pH 8.0以上易水解。開發能避免預處理的堅韌膜將顯著降低淡化成本和環境影響。
為了解決這些問題南京理工大學張軒教授課題組、東北師范大學王憲澤副教授和耶魯大學Menachem Elimelech教授采用共溶劑輔助界面聚合法,使 3,5-二羥基-4-甲基苯甲酸與三甲酰氯發生反應,從分子角度設計了一種聚酯薄膜復合反滲透膜。這種聚酯膜具有很強的透水性,對氯化鈉和硼有很高的抵制作用,并且完全耐氯。與聚酰胺膜相比,超光滑、低能耗的膜表面還能防止污垢和礦物結垢。這些膜通過進一步優化水-鹽選擇性,為大大減少海水淡化的預處理步驟提供了一條途徑,從而對聚酰胺膜構成越來越大的挑戰。相關成果以“More resilient polyester membranes for high-performance reverse osmosis desalination”為題發表在《Science》上。
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