DOI: 10.1016/j.desal.2023.116625

渗透-选择性权衡一直是膜分离过程中的一个长期问题，这限制了许多膜分离技术的应用潜力。本文引入壳聚糖（CS）纳米纤维夹层来优化基底，以提高电喷雾辅助界面聚合（EIP）制备的薄膜复合材料（TFC）膜的分离性能。进行了一系列表征，结果表明CS纳米纤维的引入防止了聚酰胺侵入基底的孔隙，并增加了界面胺单体的含量以促进界面聚合（IP）反应。同时，增强的限制效应形成了更粗糙的选择层，提供了更多的水传输路径，增强了膜的亲水性。与含有聚醚砜（PES）基底的对照TFC膜相比，含有CS/PES复合基底的TFC/CS/PES膜表现出优异的分离性能，在保持高MgCl₂截留率的同时，渗透性提高了4.5倍。本工作为优化基质和改善膜的性能提供了一种新的策略。

图1.（a）TFC/CS/PES和（b）TFC/PES膜的制备过程图。

图2.（a）PES和CS/PES基底的FT-IR分析；PES（b1-2）和CS/PES（c1-2）基底的SEM图像。

图3.（a）和（b）TFC/PES和TFC/CS/PES膜的FT-IR。

图4.TFC/PES膜（a1,a2,a3）和TFC/CS/PES膜（b1,b2,b3）的XPS宽扫描光谱、C1s和O1s窄光谱。

图5.（a）PES、CS/PES、TFC/PES和TFC/CS/PES膜的Zeta电位和（b）静态水接触角。

图6.静电纺丝时间为15、30、45和60分钟的TFC/PES膜（a）和TFC/CS/PES膜的SEM和AFM图像（b-e）；具有不同静电纺丝时间的TFC/PES膜和TFC/CS/PES膜的WCA（f）；TFC/PES膜（g1,h1）和TFC/CS/PES膜（g2,h2）的截面SEM图像和结构形态形成机制。

图7.不同静电纺丝时间（a）和电喷雾时间（b）的TFC复合膜的性能。

图8.（a）TFC/CS/PES复合膜对不同种类无机盐的分子量筛截（压力：4bar；中性溶质浓度：1000ppm）和（b）分离性能（压力：5bar；盐浓度：500ppm）。

图9.（a）MgCl₂浓度（压力：4bar）、（b）操作压力（MgCl₂浓度：500ppm）和（c）操作时间（MgCl₂浓度：500ppm；压力：4bar）对TFC/CS/PES复合膜分离性能的影响。