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低成本、高选择性的纳滤(NF)膜对海水淡化及废水处理具有重要意义。本研究在提升水通量的同时,找到了提升低成本聚乙烯基聚酰胺复合纳滤(PA@PE NF)膜截留性能的有效方法。本成果通过在咪唑层与负载Zn(II)的聚酰胺层之间实施跨底物交叉反向扩散(CSCD)过程,实现沸石咪唑框架-叶片(ZIF-L)颗粒的原位生长,同时将Cyclen引入水相中以溶解不溶性的PIP-Zn沉淀物,转化为可溶性的Zn(II)/Cyclen络合物,均匀分布于PA层内,提升形成的ZIF-L颗粒在聚酰胺层中的均匀分散与牢固结合度,成功制备出高水通量和高截留率的PE(CSCD‑O/W) NF膜。通过优化单体浓度(PIP 0.04 w/v%、TMC 0.1 w/v%、 Cyclen 0.15 w/v%)和反应时间(油相4 min、水相4 min),得到的PE(CSCD‑O/W) NF 膜对Na2SO4的截留率可达96.8%,纯水渗透率为25.8 L·m-2·h-1·bar-1,NaCl/Na2SO4混合盐分离因子为29.8,同时表现出良好的抗污染性能与使用稳定性。

Scheme 1. Preparation of TFNPC/ZIF membranes via the Cyclen-assisted cross-substrate counter-diffusion (CSCD) strategy.
Scheme 2. Cyclen-mediated dissolution of Zn(II)/PIP complexes and formation of TFN-PC/ZIF NF membranes.

Scheme 3. Impact of Cyclen addition on ZIF-L PT distribution in TFN-PC/ZIF membranes.
该成果以 “Negatively charged nanofiltration membranes containing in-situ grown ZIF-L from cross-substrate counter diffusion involving Zn(II)/Cyclen complexes” 为题,发表在国际期刊《Journal of Membrane Science》上。该工作由薛立新研究员领导的温州大学与浙江工业大学研究团队合作完成,并得到国家自然科学基金(NSFC-U1809213, 21975222, 52203104)、瓯江领军人才启动经费及温州市苍南县国际新材料创新中心支持基金等项目的资助。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.memsci.2026.126070
作者:薛立新研究员
一审:李佳函
二审:温正灿
三审:雷云祥