華中科技大學王艷教授團隊《Adv. Funct. Mater.》：基于硼酸酯pH響應性的可再生抗菌納濾分離膜
2023-03-28 來源：高分子科技
隨著人們生產生活水平的不斷提高，全球面臨水資源短缺問題。而膜分離技術作為分離效率高、操作條件溫和、應用范圍廣泛的水處理技術為日益嚴峻的水短缺現狀提供了可持續的解決方案。然而，由于料液一側分離膜表面不可避免地與待處理廢水中的礦物質、有機物和微生物接觸，幾乎所有的膜都面臨污染問題。更嚴重的是，由生物污染物在膜表面增殖形成的生物膜會嚴重阻塞水流通道，增大水處理過程中水的滲透阻力，造成水通量下降，加快膜老化，增加運行成本。因此，研究者們不斷向膜材料中引入抗菌劑以提升膜的抗生物污染性能，以保證其穩定的分離效率。但可惜的是，引入的抗菌劑始終會面臨抗菌時效短，抗菌劑易耗盡的問題。在此背景下，如何能賦予膜可再生的抗菌性顯得尤為重要。
圖1. 在pH響應下具備可再生抗菌性的氨基硼酸TFC膜
圖3. 氨基硼酸TFC膜在pH響應下接枝和釋放抗生素后表面性質的變化
而作為分離膜，氨基硼酸TFC膜對含鹽染料展現出超高的分離性能。得益于APBA在水溶液中形成的二聚體結構，制備所得的疏松聚酰胺層對NaCl的截留低至0.93%的同時對剛果紅的截留達98.1%，水通量達到49.3~53.4 L m-2 h-1 bar-1（圖5）。這種基于氨基硼酸結構的TFC膜對未來高通量可再生抗菌膜的發展提供了新思路。
圖5. 氨基硼酸TFC膜在pH響應性下的分離性能
論文信息：A Boronate Ester Driven Rechargeable Antibacterial Membrane for Fast Molecular Sieving（doi.org/10.1002/adfm.202213471）
Ming Yi, Thi Dao Nguyen, Huan Liu, Yafang Liu, Shu Xiong, and Yan Wang*
https://doi.org/10.1002/adfm.202213471
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（責任編輯：xu）
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