《J. Membr. Sci.》：具有可调亚10nm孔径的酚醛树脂膜用于纳滤和小孔径超滤

Phenolic membranes with tunable sub-10-nm pores for nanofiltration and tight-ultrafiltration

Qianqian Lan^a, Chao Feng^a, Kaiqin Ou^a, Zicheng Wang^a, Yong Wang^b,*, Tianxi Liu^a,*

J. Membr. Sci. 2021, 640, 119858

人口快速增长和工业化导致全球水资源短缺，因此亟需发展高效的水处理技术。膜分离因其高效、低能耗、易维护和可连续运行等优势被广泛用于水处理。从水中精确识别并分离亚10 nm粒径的胶体、生物分子和可溶性盐等在废水净化和药物回收等领域具有重要意义。相转化法、溶胶-凝胶法、化学镀金法和溶剂蒸发法等被用于制备亚10 nm孔径的分离膜，但所得膜的分离性能仍有待提高。因此，发展具有可调亚10 nm孔径和高分离性能的膜材料是非常具有挑战性的。

鉴于此，江南大学纳米复合与能源材料研究中心刘天西教授课题组通过使用甲阶酚醛树脂为前驱体、聚乙二醇（PEG）为模板剂制备了具有可调孔径的纳米多孔酚醛树脂膜。甲阶酚醛树脂/PEG经旋涂和热聚后形成酚醛树脂/PEG薄膜，随后通过酸处理去除PEG形成纳米孔道，获得多孔酚醛树脂膜。通过简单地改变甲阶酚醛树脂/PEG的比例，膜的孔径可在1.3-9.8 nm范围内调控，可实现纳滤和小孔径超滤。由于较薄的厚度和丰富的水通道，该膜比类似截留率的商用超滤膜具有更高的水通量。同时，酚醛树脂交联的框架结构和良好的化学惰性赋予膜优异的长期运行稳定性、耐高压和耐强酸等优点。这项工作提出了一种简单的方法制备用于纳滤和小孔径超滤的高性能酚醛树脂膜，并揭示了这种膜在实际应用中的可能性。

纳米多孔酚醛膜的制备过程示意图和分离性能