納濾膜的案例
南京工業大學孫世鵬《JMCA》封面：基于靜電紡絲納米纖維制備耐有機溶劑納濾膜方向取得進展
分離回收這些有機溶劑傳統采用的蒸餾、萃取等方法存在著諸如能耗較高、溶劑損耗大等弊端，高分子耐溶劑納濾膜由于具有分離精度高、可操作性強等優勢成為研究熱點。然而高分子納濾仍然存在一些瓶頸限制了其應用，如①高分子材料的抗溶劑性較差，易在溶劑中發生溶脹或溶解；②傳統相轉化膜結構致密，膜阻力較高，導致傳統耐溶劑復合膜的溶劑通量普遍較低等。
日前，南京工業大學膜科學技術研究所孫世鵬教授團隊研發出一種新型耐溶劑納米纖維復合膜。實驗室基于高壓溶液靜電紡絲法制備支撐層，①通過化學交聯法在聚合物鏈間形成穩定的交聯結構以及在極性溶劑中的化學穩定性；②通過采用靜電紡絲納米纖維基膜，利用其孔隙率高，孔道彎曲率低的特點降低基膜傳質阻力，且納米纖維膜相對于傳統非對稱基膜而言具有非常良好的機械強度。
圖1. (a) 傳統非溶劑致相分離法制備的納濾膜致密皮層有較高的傳質阻力，(b) 高壓靜電紡絲法制備的高通量復合膜為低彎曲率的貫通孔結構，降低了基膜傳質阻力。水合肼交聯法提高了聚丙烯腈材料在極性溶劑中的穩定性。
通過高壓溶液靜電紡絲法直接在接收器上堆積的納米纖維較為疏松，可以在高溫高壓下對其進行后處理以降低表面粗糙度。在水合肼溶液中進行化學交聯制備出有良好耐溶劑性能的改性PAN基膜，再通過界面聚合法制備得到聚酰胺選擇層。在特殊膜結構的作用下，交聯PAN納米纖維基膜的機械強度要強于傳統相轉化PAN膜20倍，且由于其低膜阻的特點提高了交聯劑在膜內的傳質分散，提高了對膜主體交聯的均勻性，提高了聚丙烯腈基膜在極性溶劑中的穩定性。
圖2. (a) 兩種交聯膜的物理外觀對比說明納米纖維膜在水合肼溶液中交聯程度更高,(b)兩種交聯膜的機械強度對比，(c) 高壓電場的誘導作用提高了PAN鏈段在纖維中的取向性， 使其具有了較高的機械強度。
展開 膜技術——可有效實現水的循環與再利用
目前，凈水的核心材料主要依賴國外進口的有機反滲透膜芯，但它有二大缺點：一是浪費大量水資源，生產一杯純凈水將排放3-4倍的濃水，有悖于“節水優先”的治水方略；二是有機膜芯是用石油化工原料生產制備的，既浪費大量的石化資源，使用之后的處置還將引發二次污染等環境問題。
藍偉光牽頭的課題組經過多年攻關，已經把凈水技術從目前國外的有機反滲透膜芯升級為先進的具有廈門自主知識產權的無機納濾膜芯技術，后者有三大優點：一是不會浪費水資源、不需要用電、符合節能減排與節水降耗的國家戰略；二是能在保留水中天然礦物質的同時去除化學微污染，水質弱堿性，符合健康飲用水的要求與規范；三是無機納濾膜芯制備的主要原料是硅藻土與活性炭，使用之后不會引發二次污染等環境問題。
藍偉光牽頭開發的無機復合陶瓷納濾膜芯，其核心材料的制備技術曾榮獲國家科技進步二等獎；生產工藝已被授予國家發明專利，并先后榮獲廈門市人民政府專利特等獎與中國國家專利優秀獎；內置無機納濾膜芯的凈水機已被授予國家重點新產品稱號。
陜西省延安市為了改善城鄉居民的飲水安全與健康問題，經過數年的實際調研與使用實踐，確認了無機納濾膜芯的突出優點與凈水效果。最近，延安市通過政府公開招標的方式采購30萬臺基于復合陶瓷納濾膜芯的凈水機，用于為民辦實事、提升自來水質，這是對無機納濾膜芯技術的肯定。
無機納濾膜芯以硅藻土為原料，我國的硅藻土資源非常豐富，但目前產業鏈較短，附加值不高。因此，若能把中國的硅藻土（非金屬礦產資源）通過廈門自主知識產權的技術，制備成無機復合陶瓷納濾膜芯產品，其附加值可大幅度提升，還可提升我國特色資源的經濟價值與利用效率，為傳統產業的優化升級、加快培育戰略性新興產業作貢獻。同時，為我國低價值非金屬礦產資源的深度加工、產業鏈延伸注入新的活力。
展開 《Science》：浙大成功研發具有圖靈結構的新型分離膜！
最近，長期從事膜科學研究的浙江大學化學工程與生物工程學院張林教授團隊把圖靈結構與膜研究結合起來，第一次在薄膜上制造出了納米尺度的圖靈結構。這項首次面向應用領域構建圖靈結構的研究成果，于北京時間5月4日發表在國際頂級期刊《科學》上。
浙江大學化學工程與生物工程學院2014級博士生譚喆為本文的第一作者，張林教授為本文的通訊作者。化學工程與生物工程學院陳圣福教授、化學工程與生物工程學院兼職教授高從堦院士和浙江大學材料科學與工程學院彭新生教授合作參與了課題研究。
減慢反應物的擴散“步伐”
界面聚合制備超薄分離膜技術從上個世紀80年代問世沿用至今，已經相當成熟，但同是界面聚合制備的納濾膜和反滲透膜雖然制備工藝和反應機理完全一致，但兩者的表面結構卻差異很大：納濾膜表面光滑，而反滲透膜表面呈峰谷結構，較為粗糙。
為什么會有如此明顯的差別？至今沒有明確的定論，也未有深究這個問題。
張林團隊決定對這個被“忽視”的問題進行深入研究。在深究差異原因時，他們發現界面聚合過程屬于典型的“反應-擴散”體系。這個令人興奮的發現，讓他們很快聯想到了圖靈結構的形成條件。“我們在分析差異原因的過程中就在想，有沒有可能把納濾膜做成圖靈結構？”
圖靈結構是指，在開放的遠離平衡的反應擴散系統中，因擴散作用引發系統失穩形成的一種化學物質濃度按照空間周期性變化的靜態濃度圖案，也被稱為“圖靈斑圖”。
圖靈結構產生的必要條件，就是兩個反應物的擴散系數之差要達到一個數量級以上。研究團隊想要尋找到一種方法改變反應物的擴散系數差異，使其能滿足這個條件。“現在兩個反應物的擴散已經一快一慢，但尚未達到產生圖靈結構的要求，這就要讓擴散系數小的變得更小，拉大兩者的差距。”
展開 浙江大學徐志康教授團隊Angew：烷烴-離子液體界面聚合制備納米聚酰胺薄膜
“孔徑自規范”納濾膜相關論文
浙大徐志康教授課題組制備出高性能納濾膜
免責聲明：部分資料來源于網絡，轉載的目的在于傳遞更多信息及分享，并不意味著贊同其觀點或證實其真實性，也不構成其他建議。
哈工大（威海）程喜全副教授：用于環境修復的PSS-g-UiO-66增效聚合物分離膜
本論文同時解決了納米粒子團聚和納米填料與聚合物膜之間的相容性問題，從而增強膜的滲透性和選擇性，發表在Advanced Composites and Hybrid Materials上。哈爾濱工業大學（威海）程喜全副教授為該論文的第一作者兼共同通訊作者，哈爾濱工業大學邵路教授為該論文的通訊作者，鄭州大學李松偉博士為該論文的共同一作。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1007/s42114-021-00253-w
作者介紹：
程喜全副教授鏈接：
http://homepage.hit.edu.cn/chengxiquan
邵路教授鏈接:
http://homepage.hit.edu.cn/shaolu 或
https://publons.com/researcher/1307969/lu-shao/publications/
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展開 膜分離技術...
工業中的反滲透裝置
4納濾技術
納濾膜是八十年代在反滲透復合膜基礎上開發出來的，是超低壓反滲透技術的延續和發展分支，早期被稱作低壓反滲透膜或松散反滲透膜。目前，納濾膜已從反滲透技術中分離出來，成為獨立的分離技術。
納濾膜的孔徑為納米級，介于反滲透膜(RO)和超濾膜(UF)之間，因此稱為“納濾“，彌補了兩者之間的空白。
納濾膜的表層較RO膜的表層要疏松得多，但較UF膜的要致密得多。因此其制膜關鍵是合理調節表層的疏松程度，以形成大量具納米級的表層孔。
納濾膜主要用于截留粒徑在0.1～1nm，分子量為1000左右的物質，可以使一價鹽和小分子物質透過，具有較小的操作壓（0.5～1MPa）。
納濾技術的應用領域
納濾技術最早也是應用于海水及苦咸水的淡化方面。由于該技術對低價離子與高價離子的分離特性良好，因此在硬度高和有機物含量高、濁度低的原水處理及高純水制備中頗受矚目；在食品行業中，納濾膜可用于果汁生產，大大節省能源；在醫藥行業可用于氨基酸生產、抗生素回收等方面；在石化生產的催化劑分離回收等方面更有著不可比擬的作用。
5離子交換膜
離子交換膜的分類
1、按可交換離子性質分類
離子交換膜按其可交換離子的性能可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜和雙極離子交換膜。這三種膜的可交換離子分別對應為陽離子、陰離子和陰陽離子。
2、按膜的結構和功能分類
按膜的結構與功能可將離子交換膜分為普通離子交換膜、雙極離子交換膜和鑲嵌膜三種。
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工業中的反滲透裝置
4納濾技術
納濾膜是八十年代在反滲透復合膜基礎上開發出來的，是超低壓反滲透技術的延續和發展分支，早期被稱作低壓反滲透膜或松散反滲透膜。目前，納濾膜已從反滲透技術中分離出來，成為獨立的分離技術。
納濾膜的孔徑為納米級，介于反滲透膜(RO)和超濾膜(UF)之間，因此稱為“納濾“，彌補了兩者之間的空白。
納濾膜的表層較RO膜的表層要疏松得多，但較UF膜的要致密得多。因此其制膜關鍵是合理調節表層的疏松程度，以形成大量具納米級的表層孔。
納濾膜主要用于截留粒徑在0.1～1nm，分子量為1000左右的物質，可以使一價鹽和小分子物質透過，具有較小的操作壓（0.5～1MPa）。
納濾技術的應用領域
納濾技術最早也是應用于海水及苦咸水的淡化方面。由于該技術對低價離子與高價離子的分離特性良好，因此在硬度高和有機物含量高、濁度低的原水處理及高純水制備中頗受矚目；在食品行業中，納濾膜可用于果汁生產，大大節省能源；在醫藥行業可用于氨基酸生產、抗生素回收等方面；在石化生產的催化劑分離回收等方面更有著不可比擬的作用。
5離子交換膜
離子交換膜的分類
1、按可交換離子性質分類
離子交換膜按其可交換離子的性能可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜和雙極離子交換膜。這三種膜的可交換離子分別對應為陽離子、陰離子和陰陽離子。
2、按膜的結構和功能分類
按膜的結構與功能可將離子交換膜分為普通離子交換膜、雙極離子交換膜和鑲嵌膜三種。
展開 最全膜分離技術詳解
六、 納濾膜基本原理
納濾技術是反滲透膜過程為適應工業軟化水的需求及降低成本的經濟性不斷發展的新膜品種，以適應在較低操作壓力下運行，進而實現降低成本演變發展而來的。我國于二十世紀90年代初期開始研制納濾膜，與國外相比，我國納濾技術整體上只能說是剛剛開始，膜的研制、組器技術和應用開發等都剛起步。
1
納濾過程
納濾（NF）是介于反滲透很超濾之間的一種壓力驅動型膜分離技術。它具有兩個特性：①對水中的分子量為數百的有機小分子成分具有分離性能；②對于不同價態的陰離子存在Donnan效應。物料的荷電性，離子價數荷濃度對膜的分離效應有很大影響。（道南(Donnan)模型===道南(Donnan)效應,Donnan模型以Donnan平衡為基礎，用來描述荷電膜的脫鹽過程，一般納濾膜多為荷電膜，所以該模型更多用來描述納濾過程）
用于飲用水和工業用水的純化，廢水凈化處理，工藝流體中有價值成分的濃縮等方面，其操作壓差為0.5～2.0MPa（或0.345～1.035 MPa），截留分子量界限為200～1000（或200～500），分子大小為1nm的溶解組分的分離。由于NF膜達到同樣的滲透通量所必需施加的壓差比用RO膜低0.5～3 MPa，故NF膜過濾又稱“疏松型RO”或“低壓反滲透”。
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分離原理
NF膜與RO膜均為無孔膜，通常認為其傳質機理為溶解－擴散方式。
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展開 盤點氨氮廢水處理7大技術，治好你的選擇困難癥！
膜分離法膜分離法是利用膜的選擇透過性對液體中的成分進行選擇性分離，從而達到氨氮脫除的目的。包括反滲透、納濾和電滲析等。影響膜分離法的因素有膜特性、壓力或電壓、pH值、溫度以及氨氮濃度等。
根據稀土冶煉廠排放氨氮廢水的水質情況，采用NH4C1和NaCI模擬廢水進行了反滲透對比實驗，發現在相同條件下反滲透對NaCI有較高去除率，而NHCl有較高的產水速率。氨氮廢水經反滲透處理后NH4C1去除率為77.3%，可作為氨氮廢水的預處理。反滲透技術可以節約能源，熱穩定性較好，但耐氯性、抗污染性差。
采用生化一納濾膜分離工藝處理垃圾滲瀝液，使85%~90%的透過液達標排放，僅0%~15%的濃縮污液和泥漿返回垃圾池。Ozturki等人對土耳其Odayeri垃圾滲濾液經納濾膜處理，氨氮去除率約為72%。納濾膜要求的壓力比反滲透膜低，操作方便。
電滲析法是利用施加在陰陽膜對之間的電壓去除水溶液中溶解的固體。氨氮廢水中的氨離子及其它離子在電壓的作用下，通過膜在含氨的濃水中富集，從而達到去除的目的。
采用電滲析法處理高濃度氨氮無機廢水取得較好效果。對濃度為2000--3000mg/L氨氮廢水，氨氮去除率可在85%以上，同時可獲得8.9%的濃氨水。電滲析法運行過程中消耗的電量與廢水中氨氮的量成正比。電滲析法處理廢水不受pH值、溫度、壓力限制，操作簡便。
膜分離法的優點是氨氮回收率高，操作簡便，處理效果穩定，無二次污染等。但在處理高濃度氨氮廢水時，所使用的薄膜易結垢堵塞，再生、反洗頻繁，增加處理成本，故該法較適用于經過預處理的或中低濃度的氨氮廢水。
生物膜(MBR)是將生物處理與膜分離有機結合的一種污水處理技術。
展開 應用在凈水器中殺菌消毒的UVC靜態殺菌模組
其技術核心為濾芯裝置中的過濾膜，主要技術來源于超濾膜、RO反滲透膜、納濾膜三種。
純凈水處理裝置是指采用反滲透、納濾等技術，能去除微生物、有機物、重金屬離子等，獲得飲用純凈水的處理裝置，如反滲透凈水器、納濾凈水器。
一般水質處理器是指除純凈水處理器外的飲用水處理裝置，包括是有軟化、除鐵、除錳、除懸浮物或膠體、除微生物、除有機物、除重金屬等單項或多項功能的過濾（濾芯孔徑或膜孔徑應小于5μm處理器）或吸附功能的飲用水處理裝置，如軟水機、活性炭凈水器和超濾凈水器等。
凈水器的功能就是過濾水中的漂浮物、重金屬、細菌、病毒、余氯、泥沙、鐵銹、微生物等都去除掉，它具備精度高的過濾技術，家庭使用的凈水器五級過濾技術第一級為濾芯又稱PP棉濾芯（PPF），第二級顆粒活性碳（UDF）濾芯，第三級為精密壓縮活性炭（CTO）濾芯，第四級為反滲透膜或超濾膜，第五級為后置活性炭（小T33）。
凈水器按管路設計等級劃分可分為漸緊式凈水器和自潔式凈水器兩大類。傳統凈水器是漸緊式凈水器，它的內部管路設計濾芯前松后緊，由PP熔噴濾芯、顆粒碳、壓縮碳、RO反滲透膜或超濾膜、后置活性炭，一般是此5級依次首尾相連組成。截留物沉積于濾芯內部，需要定期人工拆洗，以確保機器正常運作。另一類是更為先進的自潔式凈水器，機內設計兩條通道，增加了一條洗滌水通路，作為平常普通生活用水的洗滌水經過通路時對機內濾芯特別是膜濾芯的原水側起到沖刷以達到自行清潔的作用，并利用開閉洗滌水龍頭的瞬間即頭尾兩段本來就流掉的水將截留的污物及時并快速的排出，此結構設計得合理，省去人工拆洗的麻煩，免除機構本身的再次污染，同時，又降低了能耗費用。
這里推薦一款由工采網代理的臺灣省旺泓的UVC靜態殺菌模組 - WH-UVC001-VO，是一種用于空氣和液體的靜態UVC LED抗菌模塊。
展開 
基于MS對界面聚合分子動力學模擬：哌嗪 /芳酰胺纖維
關鍵詞：
Materials Studio，分子動力學模擬，均方位移，界面聚合
通過界面聚合制備納濾膜的方法廣泛應用與膜分離技術領域。該篇工作通過研究PIP單體在水中和PIP在PPTA水和中擴散的分子動力學模擬。首先構建了含PIP單體的水模擬盒子，在此基礎上構建了PIP單體的PPTA-水凝膠模擬盒子，通過MSD曲線分析PPI純水體系和PPI-水凝膠體系中遷移速率。
DOI: 10.1039/c9ta12984g
以下內容分步驟對文獻模擬過程進行分析：
1、建立基礎模型
構建PIP、PPTA、H2O分子模型，如圖1所示。
圖1 不同物質的分子結構模型
2、構建Amorphous cell模型
利用Materials Studio (MS)中的Amorphous cell模塊，在COMMPASSII力場條件下構建兩個模型：（1）模型包含10個PIP分子和320個水分子；（2）10個PIP分子、40個TBP分子、1個含2重復單元PPTA。
（a） （b）
圖1 兩個模型（a：PPI）（b：PPI-PPTA）
（a）（b）（c）
圖2 兩個模型的AC參數（a：PPI）（b：PPI-PPTA）（c：模型參數）
2、模型結構優化
使用Forcite 模塊對上述混合有機相模型分別進行結構優化，使其達到最佳的模型結構和穩定的能量體系。模型參數如圖3所示。收斂和能量數據如圖5所示。
展開 2026青島智慧水利展@青島國際水展
3、數字孿生領域
數字孿生相關建模仿真、物聯感知、應用研發、網絡互聯、廣泛共享、智能分析和泛在服務及水利底層支撐平臺等；
4、節水灌溉與智慧灌區
農業/園林/園藝灌溉設備、工業排灌設備、精準灌溉、噴灌機械、微灌系統、滴灌管（帶）、管件、自動控制系統、太陽能灌溉
系統、過濾器、水泵機組、噴頭、注肥泵、植保/園林機械、水溶肥、水肥一體化設施、用水量監測技術與設備、灌區數字化技
術與設備、一體化閘門、灌區現代化改造及數字孿生灌區建設等相關技術產品
5、污水/廢水處理
海水淡化、工業廢水、城市生活污水處理產品及設備等；
污泥、油水分離、氣浮、電解處理、曝氣、厭氧處理裝置、活性炭、消毒殺菌、蒸發結晶、水處理成套設備等；
6、節水工藝、技術和裝備
農業節水、工業節水、城鎮節水技術與裝備等；
節水新工藝、新材料、新技術；
7、膜技術與應用
微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜、EDI、MBR、DTRO膜、STRO膜、陶瓷膜、膜殼、制膜設備、卷膜設備、膜組件等；
工業濾芯、濾料、樹脂、過濾器、水處理藥劑等相關產品；
8、流體自動化與設備
泵、閥門、密封件及管材、管件、管網檢測設施等；
自動控制系統與設備等；
9、智慧水務
智慧水務管理運維平臺及軟件、市政供排水系統、二次供水、管網漏損等；
環境監測、儀器儀表、傳感器技術及產品等；
10、水環境治理/水生態修復
河湖治理、黑臭水體治理、流域水環境治理等；
人工濕地、村鎮水生態、生態修復技術與裝備等；
展開 ：MOFs強化兩性聚合物納米流體膜
利用非平衡分子動力學模擬壓力下ZIF-8@ZNPM膜內流體傳質行為，測試過程中ZNPM兩性聚合物納米基元膜孔發生明顯形變，然而ZIF-8@ZNPM膜的納米孔始終保持結構穩定。水分子在ZIF-8@ZNPM膜納米孔內的傳輸速率高達（~41.7 molecules.nm-2.ns-1），較兩性聚合物納米基元膜ZNPM（~0.5 molecules.nm-2.ns-1）提升>80倍，與文獻報道的碳納米管水傳輸速率相當（圖3）。ZIF-8在兩性聚合物納米粒子界面處限域生長，能有效增強納米通道剛硬性，形成納米流體超快傳輸，增加納米孔尺寸和連通性可以進一步強化傳質。
圖3. ZIF-8@ZNPM納米流體傳質行為。(a) 模擬壓力下透過ZNPM和ZIF-8@ZNPM納米通道的水分子數與時間的關系；(b) 水分子在ZNPM和ZIF-8@ZNPM納米通道內的傳輸速率分布圖；(c) 由分子動力學模擬計算的ZNPM、ZIF-8和ZIF-8@ZNPM的水滲透性；(d) ZNPM和ZIF-8@ZNPM納米通道結構及其水分子傳輸模型示意圖。
ZIF-8@ZNPM納米流體膜在錯流條件測試下，對剛果紅/硫酸鈉分離選擇性為9.2，水滲透性達到～200 L m-2 h-1 bar-1，膜的水滲透通量與操作壓力的變化呈線性關系，表明ZIF-8@ZNPM納米流體膜結構穩定，納米通道不會被擠壓變形，相較于目前報道的聚合物納濾膜以及由CNTs, GOs, MOFs和COFs制備的納米流體膜性能有顯著提升，且在長期服役過程中保持穩定的膜結構和分離性能（圖4）。
展開 武培怡教授團隊《Mater. Horiz.》：力學性能自增強的高透明離子凝膠用于水下超強粘附
：具有診療功能的仿生離子皮膚
武培怡教授團隊《NML》：3D打印MOF材料，“泡一泡”實現可調色發光
東華大學武培怡教授團隊：水溶液自組裝制備功能性超薄二維納米材料
東華大學武培怡教授課題組：雙聚合物協同機制構筑界面穩定的MOF納米片溫敏納濾膜
武培怡教授團隊《Adv. Sci.》：同步納流體整流技術制備手性反轉的GO液晶纖維
武培怡教授課題組：低頻拉曼光譜解析溫敏聚電解質復合物的離子相互作用類型
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武培怡教授團隊：多重響應的納米纖維素液晶纖維用于手性光學和先進織物
東華大學武培怡教授團隊《AFM》：基于超高無機含量礦物塑性水凝膠制備可手動編輯任意形狀的仿生結構復合材料
武培怡教授課題組：一種簡單、高效制備聚合物納米管的新方法
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東華大學武培怡教授課題組報道具有截然不同相變行為的水凝膠及光學效果可調節的仿生皮膚
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