正渗透（forward osmosis，FO）是近年快速发展起来的一种新型膜技术，具有低能耗、耐污染和高截留等特点，在海水淡化、饮用水净化、废水处理、食品加工、药物制备等领域具有广阔的应用前景。然而，膜污染仍然是FO在实际应用中亟需解决的关键问题之一。膜污染将导致FO过程膜通量衰减，运行成本增加，因而限制其推广应用。因此，开发具备优异抗污染性能的膜材料是解决膜污染问题、推动FO工程应用的重要手段。

图1 PMIA基复合正渗透膜制备示意图

针对聚酰胺薄层复合（TFC）膜易污染，耐氯性差等问题，北京市科学技术研究院资源环境研究所（以下简称“资环所”）以聚间苯二甲酰间苯二胺（PMIA）为基膜开发了一种抗污染、高耐氯性的TFC正渗透膜。研究团队提出一种简单有效的方法，利用聚酯筛网为增强基材，实现PMIA聚合物在筛网表面上的超薄、低缺陷涂覆，通过相转化法制备PMIA多孔基膜，再采用界面聚合法在多孔基膜表面形成一层超薄的聚酰胺（PA）活性层。优化后，聚酯筛网嵌入多孔支撑层内部，减小了正渗透复合膜内浓差极化，实现复合膜抗污染性能提升。

图2 不同膜3D形貌及粗糙度：（a）PMIA TFC-FO，（b）商品膜T1，（c）商品膜T2

与现有的两种商业FO膜相比，新膜通量及截留率与其接近，但原子力显微镜（AFM）观测结果表明新膜具有更低的表面粗糙度，膜表面更加光滑，意味其具备更优的抗污染性。以腐殖酸作为模型污染物，研究证实了新膜抗污染性显著优于两种商业FO膜。同时，新膜“三明治”状结构和良好的亲水性赋予其较高的水通量，达8.62 L•m-2•h-1。此外，新膜的耐氯性能较传统聚酰胺复合膜提高30%以上。该研究为抗污染正渗透膜制备提供了新思路。

图3 不同膜的抗污染性能测试

图4 PMIA TFC-FO膜耐氯性测试

本工作以“A novel antifouling polyamide thin-film composite forward osmosis membrane fabricated by poly(m-phenylene isophthalamide) for seawater desalination”为题发表于Journal of Environmental Chemical Engineering期刊（JCR一区，影响因子7.7）。该论文第一作者为资环所水资源研发中心孙志猛，张忠国研究员为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、河北省重点研发计划等项目资助。

（孙志猛 文/图）

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