传统界面聚合法制备出的纳滤膜具有一种交联的网络结构，其中交联度的高低决定了其适用的分离场合。具有高交联度的纳滤膜一般用于分离二价或高价离子以及低分子量的分子，具有低交联度的纳滤膜则可用于分离尺寸较大的分子，如染料/盐的分离。传统的聚酰胺纳滤膜采用高反应活性的多元胺作为水相单体来制备 (有机相单体为多元酰氯)，其结构致密且难以疏松化，一般仅应用于对交联度要求较高的分离场合(如脱盐)。相比较而言，以多元醇/酚作为水相单体制备的聚酯膜则具有较为疏松的结构，单体的低反应活性使聚酯膜的交联度难以充分提高，一般仅应用于脱除大分子的分离场合(如染料/盐分离)。因此，制备出交联度大范围可调的纳滤膜使其能灵活地应用于不同的分离场合，仍具有一定的挑战。

近日，中国科学技术大学徐铜文教授、李兴亚副研究员联合澳大利亚Monash大学XiwangZhang教授等，报道了一种具有可调控交联结构的聚酯酰胺 (PEA)纳滤膜。作者选用一种具有中等反应活性的水相单体三(羟甲基)氨基甲烷(THAM)，采用传统界面聚合的方法制备出了具有可调控交联结构的PEA纳滤膜(图1)。交联度的调控可以通过简单地调节单体浓度来实现，低单体浓度下所制备的LC-PEA膜具有较低的交联度，使单价盐可以充分透过并截留染料分子(>95%)，同时保持较高的水通量(> 45 L m–2 h–1 bar–1)；高单体浓度下所制备的TC-PEA膜则具有较高的交联度，可以有效地截留Na2SO4(97.1%)和微污染物双酚AF (94.6%)，并保持较高的水通量(11.1 Lm–2 h–1 bar–1)。此类具有可调控交联结构的PEA膜制备方法简单，原料价格低廉、环境友好，可以实现在同一生产线批量生产，具有较好的应用前景。

图1 制备具有可调控交联结构PEA纳滤膜的示意图

图2 (a-d) 不同THAM浓度条件下纳滤膜的表面形貌；(e) THAM浓度对于纳滤膜表面粗糙度的影响；(f) THAM浓度为7.5 w/v%时，膜表面的AFM图像及高度曲线；(g) THAM浓度对于膜厚度的影响；(h) THAM浓度为7.5 w/v%时，自支撑膜在硅片上的AFM图像及高度曲线

图3 (a) THAM浓度对于膜分离性能的影响；(b) PEA膜与聚酯膜(单体浓度均为7.5 w/v%)及商业聚酰胺膜分离性能的对比

图4 (a)TC-PEA膜对于常见无机盐的分离性能；(b) TC-PEA膜对于中性有机分子的截留性能；(c) TC-PEA膜对于微污染物BPAF的截留性能；(d) TC-PEA膜在6 h内的操作稳定性

图5 (a)LC-PEA膜对于常见无机盐和染料的分离性能；(b)LC-PEA膜对于刚果红的截留性能；(c)LC-PEA膜对于甲基蓝的截留性能；(d) LC-PEA膜在6h内的操作稳定性

相关论文在线发表在ACSAppliedMaterials&Interfaces上 (DOI: 10.1021/acsami.1c21862)。文章第一作者为Monash大学的在读博士生张昊，通讯作者为中国科学技术大学李兴亚副研究员、徐铜文教授和Monash大学XiwangZhang教授。该研究工作得到国家自然科学基金、安徽省科技重大专项等经费的资助。

相关链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.1c21862