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新一代納濾膜突破了傳統(tǒng)聚酰胺納濾膜“滲透性-選擇性”相互制約的難題，在含鹽廢水回收、水軟化和凈化過程方面具有獨特優(yōu)勢，展現(xiàn)出巨大應(yīng)用前景，可助力緩解全球水資源短缺難題。
膜分離技術(shù)具有高效、低碳、節(jié)能環(huán)保等顯著特點，已成為緩解全球水資源短缺的重要技術(shù)，特別是作為先進(jìn)分離膜代表的具有（亞）納米孔徑的納濾膜，近年來受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界密切關(guān)注。
傳統(tǒng)的聚酰胺（PA）納濾膜選擇層在多孔載體上通過界面聚合（IP）形成。由于在界面聚合形成PA過程中，有機(jī)胺和酰氯的聚合反應(yīng)速率比胺在有機(jī)相溶液中的擴(kuò)散速率快，這種不受控制的擴(kuò)散和快速聚合形成了具有多尺度、孔徑不均一的PA選擇層，因此，通過傳統(tǒng)擴(kuò)散主導(dǎo)的界面聚合難以實現(xiàn)理想的納濾膜結(jié)構(gòu)。
如何通過工業(yè)界常規(guī)的傳統(tǒng)界面聚合制備出具有特殊結(jié)構(gòu)特點的高性能納濾膜？
長期在冰雪環(huán)境工作生活的團(tuán)隊將目光轉(zhuǎn)移到冰化學(xué)方向。經(jīng)過6年的不懈研究，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)冰/水相變過程可有效控制單體在受限界面“冰”相中的擴(kuò)散，從而調(diào)控界面處單體反應(yīng)，單體可通過先前形成的大孔層狀結(jié)構(gòu)的間隙/孔道進(jìn)一步反應(yīng)，形成具有獨特物化結(jié)構(gòu)特點的選擇層。通過實驗和理論研究，團(tuán)隊證實了“冰限域”在納濾膜界面聚合過程中，對聚酰胺功能層結(jié)構(gòu)形成的特殊作用，并通過實驗測定了合成納濾膜的三維準(zhǔn)層狀褶皺結(jié)構(gòu)及其離子化程度。
與在常規(guī)水/正己烷界面形成的具有致密非均相結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)商用聚酰胺納濾膜相比，“冰限域”界面聚合合成的納濾膜具有獨特的高度離子化三維準(zhǔn)層狀褶皺結(jié)構(gòu)，該獨特結(jié)構(gòu)賦予新型納濾膜優(yōu)異的鹽分離效果和一/二價陰離子篩分性能，可高效過濾納米/亞納米級小分子和離子物質(zhì)。
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