纳滤膜制备的研究进展

第42卷第5期2022年5月Vol.42No.5May ，2022工业水处理Industrial Water TreatmentDOI ：10.19965/ki.iwt.2021-0361高性能疏松纳滤膜的制备研究进展樊华1，王一雯1，2，姜钦亮2，范敏2，桂双林2，韩飞2（1.南昌大学资源环境与化工学院，鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室，江西南昌330031；2.江西省科学院能源研究所，江西南昌330096）[摘要]疏松纳滤（Loose nanofiltration ，LNF ）是近几年发展迅速并得到大量研究的一种纳滤分离技术。

LNF 膜是一种具有纳滤（NF ）和超滤（UF ）边界孔径的膜，可以在较低的压力下应用且具有较高的选择性，应用前景广阔，尤其在生物质和废水资源化方面表现出明显的优势，是目前的研究热点之一。

介绍了近年来关于LNF 膜在运行机理、制备方法和应用范围等方面的研究进展；重点介绍了目前LNF 膜的制备方法，这些方法主要是通过提升膜表面的亲水性来提升膜的分离性能。

主要包括最基本的制备方法（相转化法、界面聚合法），以及在此基础上发展起来的贻贝启发沉积法、有机无机杂化法等，并阐述了根据不同的应用环境，针对性地采用不同方法所制得膜的性能特点及其优势。

由于不断提升的标准和越来越注重的资源循环需求，LNF 膜在资源回收和废水处理领域都展现出了不俗的表现。

最后结合LNF 膜近年来的研究进展，对其未来的研究方向和应用前景进行了展望，为未来疏松纳滤膜的性能提升和应用提供参考。

［关键词］疏松纳滤膜；相转化；界面聚合［中图分类号］X703；TQ028.8［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2022）05-0001-10Research progress of preparation of high performanceloose nanofiltration membranesFAN Hua 1，WANG Yiwen 1，2，JIANG Qinliang 2，FAN Min 2，GUI Shuanglin 2，HAN Fei 2（1.School of Resources ，Environmental &Chemical Engineering ，Nanchang University ，Key Laboratory ofPoyang Lake Environment and Resource Utilization ，Ministry of Education ，Nanchang 330031，China ；2.Energy Research Institute of Jiangxi Academy of Science ，Nanchang 330096，China ）Abstract ：Loose nanofiltration （LNF ）is a nanofiltration separation technique that is developing rapidly and gettinga lot of research in recent years.Due to its high selectivity in nanofiltration and strong ability to operate under lower pressure ，LNF membrane ，a membrane with nanofiltration （NF ）and ultrafiltration （UF ）boundary apertures ，has be⁃come a research hot spot with broad application prospect.It exhibits distinct advantages in resource recovery frombiomass and wastewater.The recent developments of LNF membranes in terms of operating mechanism ，preparation methods ，and application scope were reviewed.The current preparation methods of LNF films were mainly intro⁃duced ，which was to improve the separation performance of membrane by improving the hydrophilicity of membrane surface.The most basic preparation methods of LNF membrane （phase transformation method ，interface polymeriza⁃tion method ），and the research progress of mussel inspired deposition method ，organic -inorganic hybrid method etc developed on the basis of these methods were mainly introduced.Also ，the performance characteristics and advan⁃tages of the films prepared by different methods according to different application environments were described.In terms of the application of LNF membranes ，due to the increasing standards and focus on the demand for resource re⁃cycling ，LNF membranes show excellent performance in the fields of resource recycling and wastewater treatment.In the end ，combined with the recent research progress ，the future research directions and application prospects of the LNF membranes were discussed.It provides reference for the performance improvement and future application［基金项目］国家自然科学基金项目（NSFC21567009）；江西省科学院博士资助项目（2019-YYB-05）；普惠制一类资助项目（2019-XTPH1-05）开放科学（资源服务）标识码（OSID ）：专论与综述工业水处理2022-05，42（5）of porous nanofiltration membrane.Key words ：loose nanofiltration membrane ；phase inversion ；interfacial polymerization膜分离技术，如超滤、纳滤和反渗透，由于能耗小、效率高、操作条件简单、运行成本低、易于产业化且对环境友好，已被广泛应用于污水处理、海水淡化等领域。

纳滤膜的发展历程纳滤膜是一种用于分离物质的特殊膜材料。

其发展历程可以追溯到20世纪50年代，经过了数十年的研究与发展，至今已经成为重要的分离与净化技术之一。

最早的纳滤膜是由羊肠制成的。

由于羊肠具有特殊的结构，可以单向通透水分子等小分子，而阻挡其它较大分子的通过。

这种羊肠膜被称为“纳滤膜的鼻祖”。

随着时间的推移，科学家们开始研发出更为高效的纳滤膜材料。

1960年代，发现了聚酰胺纤维膜的纳滤效应。

这种材料具有极小的孔径，能够有效地过滤掉溶解在水中的离子、大分子有机物质等。

聚酰胺纤维膜开创了新的纳滤膜材料时代。

在1970年代，研究人员又发现了新的纳滤膜材料——多孔陶瓷膜。

多孔陶瓷膜的孔径更小，能够通过更加精细的分子筛选，实现更高效的分离与净化。

这种材料使纳滤膜技术得到了进一步的发展。

随着纳滤膜技术的发展，一系列的新型材料被推出。

1980年代，研究人员开发出了中空纤维膜。

中空纤维膜由许多微小的中空纤维组成，能够提供更大的过滤表面积，增加分离效率。

这种膜具有较高的机械强度和稳定性，被广泛应用于饮用水净化、食品加工等领域。

1990年代，随着纳米技术的发展，纳滤膜材料迎来了一次巨大的突破。

研究人员创造性地利用纳米材料制备出新型的纳滤膜。

这些膜具有更加精确的孔径控制，能够有效地过滤微小的颗粒、离子等。

纳米纳滤膜在水处理、药物制造等领域具有广泛的应用前景。

21世纪以来，由于纳滤膜技术的不断发展，新型材料与新的制备技术不断涌现。

如中子纳滤膜、电动纳滤膜等。

这些新型纳滤膜不仅提高了分离效率，同时降低了能耗和成本，为纳滤膜应用开辟了更广阔的前景。

总的来说，纳滤膜的发展经历了从羊肠膜到聚酰胺纤维膜、多孔陶瓷膜、中空纤维膜再到纳米纳滤膜的演进过程。

不断提高的分离效率和经济性使纳滤膜成为了重要的分离与净化技术，在食品、饮用水处理、医药等领域发挥了积极作用。

随着科学技术的进一步进展，相信纳滤膜还有更多的应用与突破等待我们去发现和探索。

荷负电强化纳滤膜的制备及其应用研究摘要纳滤作为一种可操作性强，适应性较高的新型分离技术，越来越广泛地应用于人类生产生活中的各个方面，如污水处理，饮用水纯化，产物提纯等。

现有的商业纳滤膜多数基于胺类单体与酰氯类单体进行界面聚合反应制备而成，产品性能较稳定，可满足绝大多数的生产需求。

然而此类纳滤膜存在的一个缺点是，随溶液pH值下降膜表面带电基团被质子化，纳滤膜的荷负电性能逐渐被削弱。

本文提出将强酸性基团(-SO3H)引入分离层中，藉以提高纳滤膜在低pH条件下的荷负电稳定性，使纳滤膜的应用范围得到进一步的拓宽。

首先，论文将2, 5-二氨基苯磺酸(DABSA)与哌嗪(PIP)共混，在超滤膜支撑层表面与TMC进行界面聚合反应制备出I型荷负电强化纳滤膜(NF-PD)，同时制备出等通量的哌嗪-聚酰胺纳滤膜(NF-P)。

用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)，X射线光电子能谱(XPS)，zeta电位表征纳滤膜的表面形貌、化学组成和荷电性能，并进一步表征纳滤膜分离层孔径、渗透率以及盐分离性能等，最后系统性探究该纳滤膜在不同条件下对Na2SO4、Cr(VI)的分离性能。

结果表明NF-PD在低pH值条件下对Na2SO4的截留率为~92%，对Cr(VI)的截留率可达60-80%，与此同时NF-P对Na2SO4、Cr(VI)的截留率分别低于80%、50%，且随着pH值的降低截留率差异进一步增大，说明经过荷负电强化的NF-PD更适应低pH条件下的分离过程。

论文进一步探究了环境条件对荷负电强化纳滤膜盐分离性能的影响。

论文分析了NF-PD和NF-P在不同pH值条件下对不同浓度Na2SO4、MgSO4和MgCl2的截留率变化规律。

结果表明两种纳滤膜对Na2SO4的截留率都随pH值下降而降低，但NF-PD的截留率下降幅度低于NF-P；对于MgCl2而言，截留情况则正好相反；对于MgSO4而言，纳滤膜主要通过孔径筛分效应对其分离，其截留率的高低主要取决于纳滤膜孔径的大小，因此pH值变化对其截留率变化影响较小。

新型聚酰胺复合纳滤膜的制备及其在苦咸水处理中的应用新型聚酰胺复合纳滤膜的制备及其在苦咸水处理中的应用一、引言水资源是人类社会发展和生存的基础，然而全球范围内的淡水资源日益减少，而同时苦咸水的占比却越来越大。

因此，开发高效能够处理苦咸水的技术成为了水处理领域的研究热点。

纳滤技术因其较小的膜孔尺寸和优异的分离性能，已成为解决这一问题的有效手段。

而聚酰胺复合纳滤膜，由于其独特的结构和材料特性，具有很高的应用潜力。

二、制备聚酰胺复合纳滤膜目前，聚酰胺复合纳滤膜的制备主要包括相间聚合法、界面聚合法和原子转移自由基聚合法等。

其中，相间聚合法是采用聚酰胺和无机材料交替聚合形成多层结构的方法。

具体步骤如下：1. 选择合适的聚酰胺和无机材料，分别溶解在溶剂中；2. 将两种溶液通过浸渍法或离心浸渍法交替涂布在支撑层上；3. 进行交联反应，使聚酰胺和无机材料形成互穿的复合膜结构；4. 清洗和干燥得到聚酰胺复合纳滤膜。

三、聚酰胺复合纳滤膜在苦咸水处理中的应用聚酰胺复合纳滤膜在苦咸水处理领域具有广泛的应用前景。

其独特的结构和材料特性使其成为一种理想的选择。

其应用主要体现在以下几个方面：1. 浓缩苦咸水：聚酰胺复合纳滤膜能够有效去除苦咸水中的盐分，实现对苦咸水的浓缩处理。

通过该膜的连续操作，可以将苦咸水中的有害成分去除并得到高浓缩度的水体，同时减少处理过程中的化学药剂的使用。

2. 脱盐：聚酰胺复合纳滤膜还可以实现对苦咸水的脱盐处理。

该膜具有较小的孔径和较高的截留效率，可以很好地去除水中的盐分和微生物等杂质，使得苦咸水变为可饮用水或可用于农田灌溉的水源。

3. 应用于工业水处理：苦咸水的处理不仅仅局限于饮用水或农田灌溉上，工业领域对纯净水的需求也非常庞大。

聚酰胺复合纳滤膜作为一种高效的膜分离技术，可以应用于诸如化工、食品加工等领域的工业水处理中，实现对工业废水的回收与净化。

四、聚酰胺复合纳滤膜的优势与挑战聚酰胺复合纳滤膜具有许多优势，例如分离效率高、耐腐蚀性强、使用寿命长等。

纳米纤维过滤膜的制备及其应用研究纳米纤维技术是一种在纳米尺度下制备纤维的技术，可以制备出高通量和高效率的过滤膜，具有广泛的应用前景。

在环境保护、水处理、食品工业等领域，纳米纤维过滤膜已经成为一种很重要的材料。

一、纳米纤维过滤膜的制备纳米纤维过滤膜的制备方法有多种，常见的有静电纺丝法、电纺丝法、喷雾法、浸涂法等。

静电纺丝法是一种常见的制备纳米纤维过滤膜的方法，它利用静电力将溶液中的高分子聚合物拉伸成纤维，形成非常细小的纤维，纳米纤维的直径通常在几十到几百纳米之间。

这种方法制备的纳米纤维过滤膜具有孔径小、孔隙度大的特点，适合于分离细小分子和微粒。

电纺丝法是一种与静电纺丝法类似的方法，但是它是在高电压下进行纺丝，在纤维形成的同时加入交联剂使纤维间产生交联，从而形成稠密的网络结构，提高了膜的力学强度和稳定性。

喷雾法则是将聚合物溶液喷雾到底部收集器上，形成一个由纳米纤维组成的薄膜，经过烘干和烧结等步骤制得各种过滤膜。

浸涂法是将聚合物溶液浸润到毛细状基材上并通过烘干和交联处理制备纳米纤维过滤膜。

以上这些方法各有优缺点，根据实际需要选择其一或多种方法。

二、纳米纤维过滤膜的应用1、环境保护全球面临的一个重要环境问题是水污染，纳米纤维过滤膜在这个领域显示出了重要价值。

纳米纤维过滤膜可以通过微小的孔隙和高比表面积去除水中的颗粒和细菌，是一种高效的净水方法。

研究表明，纳米纤维过滤膜具有较高的去除效率和处理速度，可以应用于饮用水、海水淡化、废水处理、生物医学等多种领域。

2、食品工业在食品工业中，纳米纤维过滤膜也有重要应用。

例如，在酒的生产过程中，需要去除葡萄酒中的酵母细胞和沉淀物，而传统的酿造方法需要花费较长时间，使用纳米纤维过滤膜可以缩短酿造时间，并且能够保持酒的口感和品质。

此外，在牛奶、果汁、饮料等生产过程中，也可以使用纳米纤维过滤膜去除杂质和细胞等物质，提高生产效率和品质。

3、制药工业制药工业中，纳米纤维过滤膜也有广泛的应用。

纳滤膜技术的进展和应用前景随着人们对水质要求的不断提高，水处理技术也在不断创新发展。

其中，纳滤膜技术是近年来备受关注的一种水处理技术。

该技术可将水中的悬浮固体、胶体、有机物和微生物等物质过滤出来，以达到净化水质的目的。

本文将围绕纳滤膜技术的进展和应用前景，从以下几个方面进行探讨。

一、技术原理纳滤膜技术是一种通过膜分离的水处理技术。

与传统的微滤、超滤和反渗透等技术相比，纳滤膜的膜孔直径更小，一般在1-100纳米之间，可将水中的颗粒等极小物质完全过滤掉。

其过滤机理主要是利用膜多孔性和截留效应来实现对水中物质的筛选和过滤。

同时，也可以通过改变膜孔的大小和形状，来使膜对不同物质呈现出不同的过滤和截留效果。

二、技术进展在纳滤膜技术的研发和应用过程中，科研人员们通过改进材料制备工艺、优化膜孔的精度和形状，并加强制程监测等手段，进一步提高了纳滤膜的过滤效率和使用寿命，并实现了对水质的更细化处理。

1.纳滤膜材料的发展纳滤膜材料的种类和性能对技术的发展起到了至关重要的作用。

近年来，随着高分子材料的不断改进和应用，以及无机材料的开发和应用，纳滤膜的材料种类和性能不断得到提升和改进。

例如，聚砜、聚脲、聚吡咯、聚乙烯醇、卟啉等材料的应用，使得纳滤膜的选择性、通透性和抗污染性能得到了显著提高。

2.纳滤膜的稳定性和抗污染性研究纳滤膜的稳定性和抗污染性决定了其在实际应用中的使用寿命和效果。

因此，在纳滤膜的研发和应用过程中，对其稳定性和抗污染性的研究和优化也一直是科研人员们的研究重点。

目前，研究者通过改进膜结构，增强膜材料的特性以及引入类固醇、聚合物和酸等物质，提高了膜的稳定性和抗污染性。

3.纳滤膜组装和工艺在纳滤膜应用中，纳滤膜的组装和工艺也直接影响着纳滤膜的使用效果和寿命。

因此，科研人员们一直在探索并改进纳滤膜的组装和工艺，以提高其性能和使用寿命。

目前，纳滤膜的制备工艺也在不断改进，包括离子交换法、表面聚合法、自组装法和化学还原法等。

纳滤膜研究报告纳滤膜是一种新型的分离技术，在工业、环境、食品等领域具有广泛的应用前景。

最近，针对纳滤膜的研究报告成为一个热门话题，这篇文章将对该报告进行分步骤阐述。

第一步，介绍纳滤膜的基本概念和分类。

纳滤膜是由纳米材料组成的微膜，其孔径一般在1-100纳米之间，具有高效的分离、过滤能力。

目前，纳滤膜可根据材料、制备方法、孔径等多种方式进行分类。

第二步，阐述纳滤膜的优点和应用。

纳滤膜具有高分离效率、低能耗、易于操作等优点，因此在各个领域广泛应用。

例如，在饮用水处理中，纳滤膜可以有效去除水中的悬浮物、细菌、病毒等；在工业领域，纳滤膜可以用于油水分离、废水处理等；在医药领域，纳滤膜可以用于制备药物、分离血浆等。

第三步，简述纳滤膜的研究现状。

近年来，国内外许多科研机构和企业在纳滤膜研究领域进行了大量的探索和实验，不断提高纳滤膜的分离效率和稳定性。

同时，还有很多未解决的问题，如膜的寿命、膜的污染等，需要进一步研究。

第四步，分析纳滤膜研究报告的重要性。

研究报告是科学研究的重要成果之一，通过大量的实验和数据分析，可以为纳滤膜的研究提供重要参考。

同时，研究报告的发布可以促进领域内的学术交流和技术创新，推动纳滤膜研究领域的进一步发展。

第五步，总结纳滤膜的应用前景。

随着科技的不断进步和需求的增加，纳滤膜在各个领域的应用前景将越来越广阔。

未来，纳滤膜的研究重点将在提高分离效率、寿命和抗污染性能等方面展开，以满足不同领域的需求。

综上所述，纳滤膜是一种重要的分离技术，其研究和应用具有重要的现实意义和前景。

希望相关的科研机构和企业能够加强合作，推动纳滤膜的发展和应用。