近日，南京理工大学张轩、耶鲁大学Menachem Elimelech教授等人在Science上发表研究性工作，报道了通过使用共溶剂辅助的界面聚合法，从分子尺度设计了一种高性能的聚酯薄膜复合反渗透膜。

研究背景

   目前，聚酰亚胺膜由于具有优异的水透过性和抗盐性能，已广泛使用于低品水（污水、含盐水）处理过程。然而，其耐氯性、抗结垢性、及对硼截留率均有待提升。

创新点摘要
1）利用共溶剂辅助界面聚合方法，使3,5-二羟基-4-甲基苯甲酸与三甲基氯反应，设计了一种聚酯复合反渗透膜；

2）该聚酯膜具有良好的透水性，对氯化钠和硼的高排斥能以及抗氯性能。与常规聚酰胺膜相比，该膜光滑和低能的表面，有效防止了污垢和矿物结垢的产生；

3）该膜的开发有望大大减少海水淡化的预处理步骤，实现对常规海水淡化技术的迭代升级。

主要内容

1）共溶剂辅助界面聚合方法制备复合膜的表征：

2）膜的抗结垢和抗污染性能：

3）与商业SW30膜在海水淡化过程中的性能对比：

结果与讨论：

   本工作报道的聚酯反渗透膜具有优异的水盐选择性，硼排斥，抗氯，污垢和矿物结垢。共溶剂辅助IP工艺增强了水相反应物向有机相的扩散，从而形成了具有高脱盐性能的无缺陷选择层。该膜具有比商用聚酰胺海水反渗透膜具有更光滑、低能的表面，这可能是其较低的污垢和结垢倾向的原因。


PS：本论文的写作用词和逻辑特别值得学习和借鉴，全文没有New、Novel等字眼，却利用与商业膜之间结构性能等方面的对比，处处体现着“新”。从Introduction开始，作者进行了一系列的结果假设/自由设想-实验验证/结果讨论，实现了理性与感性的高度耦合，这也是Science的特点之一：既有合乎逻辑的合理推断，又有符合常理的感性设想！Discussion的一个主要特点就是，简短&明确，信息量大。没有一句废话，可要可不要的全删掉。然而，遗憾的是，并没有从文中找到膜的实物图。

本文相关顶刊：
1）同为界面聚合方法，制备无机多孔碳掺杂金属氧化物纳米膜，实现分子的超快速和精确分离。Sengupta, B.; Dong, Q.; Khadka, R.; Behera, D. K.; Yang, R.; Liu, J.; Jiang, J.; Keblinski, P.; Belfort, G.; Yu, M., Carbon-doped metal oxide interfacial nanofilms for ultrafast and precise separation of molecules. Science 2023, 381 (6662), 1098-1104.
2）溶剂响应实现无定型态聚酰亚胺膜和晶态有机分子笼的可控转化。Zhu, Q. H.; Zhang, G. H.; Zhang, L.; Wang, S. L.; Fu, J.; Wang, Y. H.; Ma, L.; He, L.; Tao, G. H., Solvent-Responsive Reversible and Controllable Conversion between a Polyimine Membrane and an Organic Molecule Cage. J Am Chem Soc 2023，145, 11, 6177–6183.

南京理工大学张轩教授简介：南京理工大学环境与生物工程学院教授、博士生导师，研究方向为水处理分离膜的材料革新与过程理论。先后主持国家及省部级科研项目 10 项，企业合作研发课题 3 项，入选 Journal of Membrane Science 期刊编委。以第一 / 通讯作者身份在 Science, Nat. Sustain., J. Membr. Sci., Environ. Sci. Technol. 等期刊发表 SCI 收录论文 58 篇，编写英文专著 2 部，授权中国发明专利 8 项。
网址：http://gsmis.njust.edu.cn/open/TutorInfo.aspx?dsbh=At-TSmi2XE6P1LuQ9KaTxw==&yxsh=RunGZ0Icc7Q=&zydm=LEU!JxSPz50=