近几十年来，受人口增长、气候变化等多重因素驱动，淡水需求攀升，水资源短缺制约社会发展。反渗透（RO）技术因高效经济成为主流海水淡化方法，其核心为薄层复合聚酰胺（TFC-PA）膜，该膜通过均苯三甲酰氯（TMC）与间苯二胺（MPD）的界面聚合（IP）反应制得。当前RO膜存在水通量偏低、高压下易污染的问题，膜污染会降低效率、缩短寿命并增加成本，因此开发高渗透、抗污染的新型TFC-PA膜对RO工艺低成本可持续运行至关重要。本研究通过二次界面聚合（SIP）策略，将1,3二氨基胍单盐酸盐（DAGH）接枝到初生聚酰胺层上，成功突破了反渗透（RO）膜长期存在的水渗透性与抗污染性能相互制约的瓶颈。该可控改性方法有效调控了膜表面理化性质，显著提升了亲水性并优化了表面电荷分布。ATR-FTIR 与 XPS 表征结果证实 DAGH 已成功接枝。改性膜表现出更优的亲水性，且表面负电性显著降低。膜水渗透通量提升了36.1%（从3.6升至 4.9 L・m⁻²・h⁻¹・bar⁻¹），脱盐率则从99.2%略降至98.7%。随着接枝浓度升高，水接触角从78°降至62°，表明膜亲水性增强，同时表面负电荷显著降低。动态污染实验表明，与原始膜相比，改性膜表现出更优异的抗污染性能：对牛血清白蛋白（BSA）的通量恢复率（FRR）提高了23.2%，对十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）提高了9.4%。值得注意的是，即使对带负电的表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS），改性膜仍能保持与原始膜相当的通量恢复率。这种简便高效的DAGH接枝策略，在实现高渗透通量与优异抗污染性能的同时，也为海水淡化领域中抗污染反渗透膜的设计提供了一种极具前景的方法。未来研究应重点关注中试放大与多功能共接枝体系的开发，以确保膜在复杂运行条件下仍保持稳定性能。该成果发表在Environmental Surfaces and Interfaces期刊上。摘要图图1. DAGH接枝反渗透（RO）膜的制备示意图图3. (a)反渗透（RO）膜的X射线光电子能谱（XPS）全谱图；(b-d) O 1s X射线光电子能谱（XPS）高分辨谱图图4. 反渗透（RO）膜的表面扫描电子显微镜（SEM）图像（左）、截面扫描电子显微镜（SEM）图像（中）及原子力显微镜（AFM）图像（右）：(a-c)原始膜；(d-f) 1 wt% DAGH改性膜；(g-i) 5 wt% DAGH改性膜

文章信息

Simple graft modification of reverse osmosis membrane to improve the permeability and antifouling performanceZilongHuang, Kuo Chen, Zhongyang Wang, Jianquan Peng, Siheng Zhao, Shengchao Zhao, Hengyu Zhou, Jiamei Sheng, Chang Jin, Mingbin Chen, Xiaoqi Ma, Zihui Lu, Q. Jason Niu*Environmental Surfaces and Interfaces Volume 4, December 2026, Pages 79-87https://doi.org/10.1016/j.esi.2025.12.001

期刊简介

Environmental Surfaces and Interfaces 报道环境表界面相关的研究，重点关注环境污染控制过程中的表界面行为，包括气液、液-液、气-固、液-固、固-固和生物界面。本刊欢迎环境表面和界面相关的基础理论研究、仪器和方法的开发，以及其它相关的实验室和现场实验研究。

ESI由科爱与北京师范大学珠海校区合作运营，期刊主编由北京师范大学珠海校区敖志敏教授和阿德莱德大学王少彬教授担任。

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