高盐有机废水的处理是当前面临的棘手问题，特别是印染纺织工业产生的废水中，无机盐通常与多重染料污染物共存，常规处理盐和有机染料的手段难以发挥作用。随着废水零排放或近零排放的理念深入人心，无害化与资源化水处理工艺受到高度关注。膜分离技术被认为是水处理最直接高效的手段，采用松散的纳滤膜或紧密的超滤膜来调节适当的膜孔径，有望实现染料和盐的分离。然而，目前的薄膜仍受到分离性能不足、界面相容性低、层间通道稳定性低等障碍的限制。

受到自然界中砂土结构净化雨水而形成纯净地下水的启发，河海大学张建峰教授课题组提出了一种仿自然砂土层的级配孔道的超高水渗透性净水分离膜。该复合膜中的分级纳米流体通道可极大地克服流体阻力并降低渗透粘度，其超高水渗透性（超过1000 L·h^-1·m^-2·bar^-1）比其他分离膜的水渗透性高出 1~2 个数量级，并展现出优异的染料/盐分离性能。相关工作以“Absolute film separation of dyes/salts and emulsions with a superhigh water permeance through graded nanofluidic channels”发表在 Materials Horizons。

1. 设计了由聚吡咯亚微米球为骨架、聚多巴胺桥联的分级纳米流体通道，使染料/盐分离能力得到显著提升；
2. 膜表面的超亲水性与水下超疏油性还可实现水包油乳液的高效分离；
3. 系统阐明了复合膜对染料/盐分离机制。

PBC/PPSM 复合薄膜的特殊孔结构和表面化学表现出对有机染料的有效排斥。即使在高盐度环境中，PBC/PPSM 膜也表现出几乎 100% 的染料分离能力和超高的透水性，比文献报道的高一到 两个数量级。由 PSM 上类突触状 PDA 构建的纳米流体通道可确保复合膜的高透水性和染料排斥性。此外，具有亲水性和水下超疏油性的 PBC/PPSM 复合膜对水包油乳液表现出良好的分离效率。基材和功能层中不同的孔隙级配可以大大克服流体阻力，降低渗透粘度，从而获得优异的薄膜综合性能。这将为高盐有机废水中有机染料和无机盐离子分离的多功能集成先进材料提供新思路。

• Absolute film separation of dyes/salts and emulsions with a superhigh water permeance through graded nanofluidic channels
  Tianmeng Zhang (张天蒙，河海大学), Ruyong Guo, Guobing Ying, Zhiyong Lu, Chao Peng, Mingxia Shen, Jianfeng Zhang* (张建峰，河海大学)
  Mater. Horiz.，2022
  http://doi.org/10.1039/D2MH00046F

  

张天蒙

河海大学

现就读于河海大学力学与材料学院，博士研究生，研究膜分离盐/有机物方向

张建峰 教授

河海大学

河海大学力学与材料学院教授、博士生导师，主要从事面向水净化分离/土木工程的功能复合材料的开发与应用研究。