納濾膜,即允許溶劑分子或某些低分子量溶質或低價離子透過的一種功能性的半透膜。通過“界面聚合反應”來制備的納濾膜,憑借能去除水中特定的有機物、色素和鹽的性能,現已成為用于深度水處理、硬水軟化、苦咸水處理等領域的重要材料。在此基礎上形成的納濾技術,可以降低處理成本,在工業水回用、飲用水安全、雨水資源利用、西部苦咸水處理等領域發揮積極作用。


科學家認為,任何重復的自然圖案都是由兩種具有特定特征的事物相互反應產生的,從而形成斑紋、條紋、斑點等“圖靈結構”。在此基礎上,原來光滑平整的膜,“長”出了致密、具有周期性的形貌——即“圖靈結構”。通過調節聚乙烯醇的濃度,還可以得到不同的“圖靈結構”,如泡狀、管狀。根據反應物的配比不同,可以形成表面形貌完全不同的兩種凈水膜。
根據公開資料,界面聚合制備的超薄分離膜技術從上個世紀80年代問世沿用至今,已經相當成熟。但判斷圖靈反應—擴散方程的關鍵是反應中的活化劑和抑制劑的擴散速率必須有數量級的差異。經過長時間的不斷試驗后,哌嗪與均苯三甲酰氯“舞”出了不一樣的路線,形成了一張具有納米級“圖靈結構”的納濾膜。在電子顯微鏡下,這些結構如同一個個半圓形的“帳篷”密密麻麻地覆在膜的表面。
與傳統制造工藝相比,存在許多間隙,減少了水透過的阻力,使膜的分離性能遠優于傳統制備方法制備的膜。這項膜制備技術不必對現有生產線做任何改造,就能生產出性能更優的凈水膜,有良好的應用前景。經過測試,這些通道使膜的透水性能,能將海水中的鹽分和水快速地分離開來,速度將是傳統凈水膜的 3 倍,大大降低了膜的濾水成本。同時,可以提供更有效的水傳遞面積,因此材料具有更高的水通量和鹽截留性能。
