近日，姜忠义教授课题组在期刊《Journal of Membrane Science》（IF = 9.0）发表题为“Reaction enhanced surface segregation method via phytic acid and Fe3+ complexation for high-performance nanofiltration membrane”的研究论文。姜忠义教授、刘亚楠教授为论文共同通讯作者。
表面偏析是一种受生物启发的原位成膜技术，因其能够同步修饰膜表面与孔道表面的独特优势，在构建高性能分离膜领域受到越来越多的关注。随着合成化学的发展，表面偏析技术已衍生出自由表面偏析、强制表面偏析、协同表面偏析以及反应增强型表面偏析等多种形式。其中，反应增强型表面偏析通过铸膜液中的表面偏析剂与凝固浴中的交联剂发生反应来实现。在整个成膜过程中，亲水性表面偏析剂从铸膜液向膜表面迁移，而交联剂则从凝固浴向膜表面扩散，两者在铸膜液-凝固浴界面发生原位交联，从而形成亲水交联分离层。得益于该分离层的结构特性，该方法已被用于制备抗污染纳滤膜，以实现高效的分子/离子分离。目前，关于反应增强型表面偏析的研究主要集中在表面偏析剂与交联剂之间的静电作用和氢键作用，这在一定程度上限制了该技术的进一步发展。因此，有必要在反应增强型表面偏析中引入更多类型的作用力，以拓展其在高性能纳滤膜制备中的应用潜力。
海南大学姜忠义教授团队提出了一种基于络合作用的反应增强表面偏析方法，用于制备面向分子/离子分离的抗污染纳滤膜。在铸膜液中引入亲水性植酸（PA）作为表面偏析剂，并在凝固浴中选用具有强络合能力的Fe3+作为交联剂。PA与Fe3+之间的络合作用增强了PA的表面偏析，使PA-Fe3+络合物稳定附着于膜表面，从而构建出亲水且交联的分离层。实验结果表明，优化后的膜表现出优异的性能：水通量为253 L/(m⟡·h·bar)，对多种染料具有高截留率（甲基蓝：97.9%，日落黄：96.3%，酸性品红：95.5%，甲基橙：78.8%），染料/盐分离因子超过300，且在表面活性剂稳定的泵油水乳液过滤中通量恢复率超过95%。同时，在连续168小时过滤混合溶液（100 ppm甲基蓝/1000 ppm NaCl）过程中，该膜始终保持对甲基蓝的高截留率与对NaCl的低截留性能。海南大学姜忠义教授团队的研究通过反应增强表面偏析策略，为制备高通量、选择性和抗污染性的纳滤膜提供了一种新思路。
本研究得到了国家自然科学基金（22208074，22408071）、海南省自然科学基金（524YXQN417，225QN217，525QN256）、海南省科技专项基金（ZDYF2025SHFZ025）资助。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.memsci.2025.124953.
撰稿人：刘亚楠
审核人：潘福生
