石墨烯氧化物夹层增强型双离子聚合物纳滤膜的制备及其高通量与抗污染性能研究

本文创新性地采用层级设计策略，通过界面聚合（IP）将两性离子N-氨基乙基哌嗪丙磺酸盐（AEPPS）与氧化石墨烯（GO）夹层结合，成功制备出纯水渗透系数达73.05 L·m?2·h?1·MPa?1、截留分子量739 Da的双离子复合纳滤膜。该膜凭借GO亲水基团与AEPPS两性离子结构，对二价阴离子（Na2SO4 > MgSO4）及大分子染料（如Direct Yellow 86）展现出优异选择分离性，同时通过表面水合层实现93%通量恢复率，为纺织废水处理提供高效解决方案。

　　

Highlight

本研究通过层级设计策略，将氧化石墨烯（GO）夹层与两性离子单体AEPPS协同整合，构建出兼具高通量和卓越抗污染性能的双功能复合膜。

Surface morphology and chemical composition

图2(a)的FTIR光谱显示，AEPPS在1040 cm^?1处出现磺酸基团（SO₃^?）特征峰，而复合膜在1650 cm^?1处新增酰胺键吸收峰，证实界面聚合成功。Zeta电位分析表明，GO@PVA-GA夹层使膜表面负电荷密度提升1.8倍，显著增强二价离子排斥效应。

Conclusions

新型双离子复合纳滤膜通过AEPPS两性离子构建致密水合层，实现73.05 L·m^?2·h^?1·MPa^?1的超高渗透系数，同时对染料Direct Yellow 86的截留率达98.7%。膜表面"双离子协同效应"使其在纺织废水处理中兼具"高通量筛子"和"自清洁铠甲"特性。