环保型膜材料新进展：无毒且环保

发布时间：2025-05-08 16:09

环保材质：选择无毒无味的环保材料，保证健康。 #生活知识# #家居生活# #卧室布置建议# #储物柜子推荐#

研究背景

反渗透膜（RO膜）是废水处理、水回用和海水淡化等领域中不可或缺的关键材料。与传统的膜材料相比，反渗透膜具有高效的水分离和盐分去除能力，广泛应用于饮用水生产和工业水处理。然而，传统的聚酰胺反渗透膜通常依赖于有毒的胺类单体（如间苯二胺），这些单体在膜的生产过程中可能对环境和人体健康造成严重危害，尤其是呼吸系统和生殖系统的毒性。此外，浸出到环境中的有毒物质还可能对生态系统造成长期的污染和负面影响。这些问题引发了对反渗透膜材料安全性和可持续性的广泛关注。

为了解决这些问题，苏州大学朱玉长教授和靳健教授合作在“Nature Water”期刊上发表了题为“Sustainable polyester thin films for membrane desalination developed through interfacial catalytic polymerization”的最新论文。该团队提出并设计了一种新的界面催化聚合（ICP）策略，采用天然植物提取物（如单宁酸）替代传统的有毒胺类单体，成功开发出无毒且环保的聚酯薄膜材料。与传统的聚酰胺膜相比，该材料不仅具有较好的盐分去除性能，还具有较低的毒性和环境影响，显著提升了膜的可持续性和安全性。

本文通过引入水溶性催化剂十六烷基三甲基氯化铵（CTAC），该团队成功提升了聚合反应的效率，促进了天然单宁酸和三聚氯化苯甲酰的界面反应，从而实现了聚酯膜的高效制备。实验结果表明，采用该方法制备的膜在淡化性能上表现出色，NaCl截留率高达99.2%，通量达到31.7 L m−2 h−1，且在样品膜和螺旋卷膜模块的两种尺度上均与商业化反渗透膜（BW30膜）相当。该研究为膜材料的可持续发展提供了新的技术路径，展示了天然衍生材料在膜淡化技术中的应用潜力，为未来的环保型膜材料研究奠定了基础。

研究亮点

（1）实验首次采用界面催化聚合（ICP）策略，利用天然提取的单宁酸（TA）和无毒、环境友好的水溶性催化剂CTAC，成功开发了用于膜淡化的聚酯薄膜。通过该方法，TA与三聚氯化苯甲酰（TMC）在界面上进行聚合反应，形成了均匀致密的聚酯薄膜，解决了天然单体反应性差的问题。

（2）实验通过分子动力学模拟、TEM和其他表征方法，分析了ICP与传统界面聚合（IP）生成的聚酯薄膜的差异。结果显示，ICP生成的膜具有更小的孔隙和更致密的结构（约40 nm），而IP膜的孔径约为10 Å，膜厚度为242 nm。ICP方法不仅增强了单体的扩散性，还通过界面催化作用提高了反应速率和膜的致密性。

（3）实验通过膜的性能测试，验证了ICP制备的膜具有优异的淡化性能。NaCl截留率高达99.2%，通量为31.7 l/m2·h（15 bar），与商业化BW30膜的性能相当。该膜在样品和螺旋卷膜模块尺度下均表现出良好的性能，展示了其在实际膜淡化中的应用潜力。

图文解读

图1 TA 基聚酯膜的制备及结构表征

图2 ICP 机制的研究

图3 TA 基聚酯膜的脱盐性能和防污性能

图4 中试规模膜和模块的制备和性能

结论展望

本文的研究提供了一种新的思路和方法，以解决传统反渗透膜材料中使用有毒胺类单体带来的健康和环境风险。通过引入天然植物衍生的单宁酸（TA）和界面催化剂CTAC，实验首次实现了天然化合物的有效聚合，成功制备出具有优异性能的聚酯薄膜。这一创新不仅克服了天然酚类化合物反应性差的问题，还提高了膜的结构密实度和分离性能，展现了高效的盐截留和水通量。

该研究启示我们，天然衍生材料在膜技术中的应用具有巨大的潜力，尤其是在推动环保、绿色化学的方向上。采用界面催化聚合（ICP）策略，不仅为反渗透膜的可持续发展提供了新路径，也为其他领域中天然化合物的应用提供了借鉴。未来，随着技术的进一步完善和天然材料选择的多样化，可能会有更多无毒、低成本的膜材料涌现出来，推动膜技术在水处理和资源回收等领域的广泛应用。这为解决全球水资源短缺问题提供了新的可能。

来源：纳米人，膜材料与技术，仅供科研分享，助力科学传播，如有侵权，请联系后台删除。

原标题：《环保型膜材料新进展：无毒且环保》

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网址：环保型膜材料新进展：无毒且环保 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/942293

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