阴离子霍夫迈斯特效应对层层自组装纳滤膜的调控机制：组装动力学与微污染物去除

本研究创新性地揭示了霍夫迈斯特系列阴离子（F?、Ac?、Cl?、Br?、NO3?）通过调控聚电解质（PE）位点扩散速率，显著影响PSS/PDADMAC层层自组装（LBL）纳滤（NF）膜的结构与性能。研究发现，离液性阴离子可加速聚电解质吸附、形成窄孔径分布和近电中性分离层，对PPCPs和PFASs的截留率提升显著，为定制化水处理膜设计提供新范式。

　　

Highlight

阴离子类型通过调控聚电解质（PE）吸附动力学，深刻影响LBL纳滤膜性能：离液性阴离子（Br^?、NO₃^?）促进PDADMAC快速位点扩散，形成更厚涂层和窄孔径分布；而亲液性阴离子（F^?、Ac^?）则导致疏松结构。动态光散射（DLS）显示PE在溶液中的扩散系数比位点扩散高数个数量级，揭示吸附增强的核心机制。

Characteristics of (PSS/PDADMAC)_2.5 LBL NF membranes

电镜观察显示，PES超滤基底的狭缝状孔隙（20-30 nm）被LBL涂层完全覆盖，形成光滑无缺陷表面。离液性阴离子组装的膜呈现更致密分离层，椭圆偏振仪证实PDADMAC在离液性盐溶液中吸附增量显著，这解释了膜表面微正电性的成因。

Conclusions

本研究建立阴离子类型-组装动力学-膜性能的构效关系：离液性阴离子通过加速位点扩散，使膜具备更优的微污染物截留能力（尤其是PPCPs和PFASs），凸显空间位阻（steric exclusion）的主导作用。该发现为精准设计LBL纳滤膜提供理论框架。