基于金刚烷交联结构的薄膜复合（TFC）膜在高纯度有机溶剂深度纯化中的应用研究

本文推荐一种创新性薄膜复合（TFC）膜技术，通过引入金刚烷（ADA）结构和双重交联策略（戊二醛GA/硅烷偶联剂KH550），显著提升膜结晶度（相对结晶度最高提升27.9%）和溶剂稳定性（溶胀率≤2.01%）。该膜在有机溶剂纳滤（OSN）中表现卓越：纯水通量达30.9 L·m?2·h?1·bar?1，对甲基绿（MG）和氯唑黑（CB）的截留率分别达99.9%和100%，分离性能不一致性（SPI）指数低至2.3，为集成电路（IC）制造用高纯度溶剂纯化提供新方案。

　　

Highlight

本研究通过结构重排工艺（SRP）将3-氨基-1-金刚烷醇（AAMO）嵌入聚酰胺（PA）活性层，金刚烷（ADA）的刚性钻石结构产生空间位阻效应，有效抑制聚合物链移动。分子动力学（MD）模拟显示，该膜在甲醇中体积膨胀率≤2.01%，分离性能不一致性（SPI）指数低至2.3，展现卓越的溶胀稳定性。

Materials and reagents

实验采用两段式反渗透（RO）系统制备去离子水（DI water），TFC膜（RO1型）购自北京 RisingSun 膜技术公司。金刚烷衍生物AAMO由Adamas-beta?提供，交联剂戊二醛（GA）和硅烷偶联剂KH550分别购自Innochem和南京杜尔。

AMMO loading optimization

当AAMO添加量为0.20%（w/v）时，TFC膜性能达到峰值：纯水通量飙升至30.9 L·m^?2·h^?1·bar^?1，对35 μM MG和CB的截留率分别达99.9%和100%。有趣的是，交联后膜结晶度显著提升（GA交联+27.9%，KH550交联+13.8%），如同给膜材料穿上"分子盔甲"。

Conclusions

通过ADA结构引入和交联策略，TFC膜结晶度和溶剂稳定性实现双重飞跃。在异丙醇（IPA）和丙二醇甲醚（PGME）中，改性膜对RB的截留率分别达97.0%和98.6%，SPI指数较原始膜降低20倍以上，为IC行业高纯度溶剂纯化提供"膜法秘籍"。