2023, Vol. 40
2. 中核四0四有限公司, 甘肃 嘉峪关 735100
2. The 404 Company Limited. China National Nuclear Corporation, Gansu Jiayuguan 735100, China
水资源是推动人类文明进步、促进社会和经济快速发展的重要因素。近年来，随着经济的迅速发展，人们的物质生活水平和精神文明程度有了明显的提高，但水资源短缺问题也日益严重[1]。我国水资源总量为2.8万亿m3，占全球总水资源的6%；然而，由于我国人口众多，因此人均水资源不足世界平均水平的1/4。水资源匮乏问题严重阻碍我国的社会经济发展，因此，水资源短缺问题亟待解决。我国海岸线绵长，海水资源丰富，充分利用海水资源是解决水资源短缺问题的重要途径[2, 3]。膜分离技术，如微滤、超滤、反渗透(RO)和电渗析等，是近年来快速发展起来的水处理技术，具有能耗低[4, 5]、操作简单[6]和绿色环保等优点[7, 8]。其中以压力为驱动力的反渗透技术是从海水中获得供人类生存的淡水资源的关键技术[9, 10]。
反渗透技术的核心是RO膜，Cadotte在20世纪70年代提出的界面聚合法是目前制备RO膜的主要方法[11]。经过几十年的发展，RO膜仍然面临水通量低的问题。为进一步提高RO膜的水通量，研究人员将纳米材料应用到RO膜的制备过程中。如Lee等[12]通过将不同粒径的ZIF-8纳米颗粒加入到间苯二胺(MPD)水相溶液中调控界面聚合反应。研究人员发现，界面聚合过程中，ZIF-8纳米颗粒会沉积在聚砜(PSf)基膜表面，且该过程受ZIF-8粒径的影响，粒径较小的ZIF-8纳米颗粒具有最高的表面覆盖率。当所添加的ZIF-8粒径为150 nm时，膜分离性能最优，在1.55 MPa下，对2 000 mg·L-1的NaCl溶液中NaCl的截留率为99.2%，水渗透率为39.5 L·m-2·h-1·MPa-1。Shen等[13]采用在界面聚合过程中将四氯化硅(SiCl4)添加到有机相中的方法，成功地将二氧化硅添加到聚酰胺层中。当SiCl4添加量为0.02%(质量/体积)时，膜的水渗透率提高了102%，且该膜仍然具有出色的NaCl截留率。由以上工作看出，聚酰胺层中引入纳米颗粒可以大幅度提高RO膜的水渗透率，但是，聚酰胺层中的纳米材料始终存在分散性差、易团聚的问题，且大多纳米颗粒仅仅通过范德华力、氢键等分子间的弱相互作用力与聚酰胺层连接，这造成了在RO膜的使用过程中不可避免地存在纳米颗粒的流失问题，使得RO膜稳定性能变差，不利于RO膜的长期使用。研究表明，基膜表面的孔径、孔隙率以及亲疏水性等因素同样会影响RO膜的分离性能。因此，研究人员提出了在基膜表面构筑纳米材料中间层的方法提高RO膜的分离性能。纳米材料中间层可以调控基膜的孔径、孔隙率、亲疏水性以及表面形貌等基膜特性，也可以通过化学作用有效地控制界面聚合反应中水相单体的释放速率，从而实现对聚酰胺层厚度、表面粗糙度以及表面亲疏水性等物理化学性质的精细调控，进而提高RO膜的分离性能。目前，研究人员已经成功地将共价有机框架(COFs)[14]、碳纳米管(CNTs)[15]、金属有机框架(MOFs)[16]、氧化石墨烯(GO)[17]等纳米材料制备成中间层。如Gao等[18]在MPD与均苯三甲酰氯(TMC)界面聚合反应之前，在PSf基膜表面原位生成了丹宁酸(TA)-Fe络合层，并将银纳米粒子沉积在络合层表面，制备了一种新型的含有TA/Fe-Ag中间层的RO膜。该中间层的引入使得MPD与TMC的单体用量分别下降至0.4%和0.002%，明显低于市面上的常规用量，可以有效降低膜的制作成本。在1.55 MPa的压力下，最优RO膜的纯水通量达34.5 L·m-2·h-1，远高于未引入中间层的RO膜的纯水通量，且对NaCl的截留率保持在98.0%。另外，该最优RO膜表现出优异的抑菌性能，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率达到了100%。Peng等[19]通过原位生成的方法在PSf基膜表面构筑了TpPa-2 COFs中间层，紧接着在此中间层的表面通过界面聚合法构筑了聚酰胺分离层，进而制得了高性能的RO膜。与不含有中间层的反渗透膜相比，水渗透率提高了80%。
目前，中间层多采用原位构筑[20, 21]或者真空抽滤[22, 23]等方式制备，这些方式存在制备中间层所需的时间较长、难以规模化生产以及沉积的中间层纳米材料存在不稳定的问题。在本工作中，笔者首先制备了聚砜(PSf)/聚酰亚胺(PI)共混超滤膜为多孔支撑膜，其中的PI为氨基化石墨烯量子点(af-GQDs)提供锚点，随后通过沉积的方法将af-GQDs均匀地铺展在多孔支撑层表面形成中间层，af-GQDs与PI之间的共价键作用使其稳定地锚定在基膜表面，有效提高了af-GQDs中间层的稳定性，并改善af-GQDs的分散性。随后，通过MPD与TMC之间的界面聚合反应在af-GQDs中间层表面生成了聚酰胺层，制得了性能优异的含有af-GQDs中间层的RO膜。在此过程中，着重考察了af-GQDs浓度以及烘干时间对RO膜分离性能的影响，以及最优RO膜耐污染性能以及长期运行稳定性能。
1 实验部分 1.1 实验试剂及材料P84聚酰亚胺(Polyimide，PI)购自HP polymer GMbH公司，聚砜(PSf，Mw=70 000~80 000 Dalton)购自Solvay公司，聚酯无纺布购自日本帝人公司，间苯二胺(MPD)购自J & K科技有限公司，均苯三甲酰氯(TMC)购自麦克林生化科技有限公司，盐酸多巴胺购自成都艾科达化学试剂有限公司，氨基化石墨烯量子点(af-GQDs)的制备方法见本研究团队之前的工作[24]，其它药品均购自国药化学试剂有限公司。
1.2 超滤膜的制备PSf/PI共混超滤膜的制备：(1)铸膜液的配制：铸膜液由高分子聚合物PSf(17.5%)、PI(0.5%)、PEG-400(4.0%)和DMAc(78.0%)构成。配制好的铸膜液放入80 ℃烘箱中溶解24 h，随后在室温下搅拌铸膜液24 h。(2)超滤膜的制备：将搅拌好的铸膜液在室温下静置脱泡一定时间(> 24 h)至溶液均匀无气泡。刮膜时环境相对湿度控制在40%~50%，环境温度控制在25.0 ℃左右。先将铸膜液置于贴在玻璃板上的提前用N, N-二甲基乙酰胺(DMAc)均匀浸湿的聚酯无纺布上，然后使用自动刮膜机均匀地涂敷厚度为230 μm的涂层，在空气中蒸发10 s后，立即将涂有铸膜液的聚酯无纺布放入25.0 ℃的去离子水中进行相转化过程。随后将膜取出用去离子水反复清洗，并保存在去离子水中备用。
为验证超滤基膜中的PI对RO膜分离性能的影响，制备出PSf/PI共混超滤膜的同时也制备了不含有PI的PSf超滤膜，其铸膜液PSf、PEG-400、DMAc的质量分数分别为17.5%、4.0%以及78.5%。
1.3 含有氨基化氧化石墨烯量子点中间层的反渗透膜的制备及表征将PSf/PI共混超滤膜或者PSf超滤膜平整地贴在平板玻璃上并用有机玻璃框架固定好，并用去离子水冲洗膜表面，待表面水滴消失，将30 mL af-GQDs水溶液快速倾倒在超滤基膜表面并保持10 min；随后去除表面多余的af-GQDs水溶液，并用去离子水冲洗，晾干，得到af-GQDs修饰后的基膜。随后将25 mL含有MPD单体的水相溶液(MPD浓度：2.0%)倾倒于膜表面，保持8 s，再将水相单体溶液倒掉，并用玻璃辊去掉多余液体；紧接着，将含有TMC的正己烷溶液(TMC浓度：0.15%)倾倒于膜表面，并保持接触6 s，之后迅速倒掉正己烷溶液并将膜放入80 ℃的烘箱中热处理一定时间，以去除残余的正己烷溶液。本工作中所制备的不含有中间层的反渗透膜命名为TFC RO膜，含有af-GQDs中间层的反渗透膜命名为iTFC-X-Y RO，其中X代表af-GQDs浓度，Y代表热处理时间。
为验证超滤基膜中的PI对RO膜分离性能的影响，使用PSf超滤膜为基膜制备了含有af-GQDs中间层的RO膜，命名为iTFC-10-0 RO without PI。iTFC-10-0 RO without PI膜除基膜与iTFC-10-0 RO膜不同以外，其他步骤与iTFC-10-0 RO膜的制备步骤均相同。
通过扫描电子显微镜(SEM)以及原子力显微镜(AFM)观察所制备的RO膜的表面形貌，通过水接触角表征反渗透膜表面的亲疏水性变化。
1.4 反渗透膜的性能测试 1.4.1 反渗透膜的分离性能测试本实验所采用反渗透膜分离性能测试装置流程图如图 1所示，首先将反渗透设备用水清洗20 min，剪取合适大小的膜样品放入膜池中(每个膜池的有效面积为28.26 cm2)，使用2 000 mg·L-1的NaCl水溶液作为进料液，在25(±1) ℃，1.50 MPa下，先预压30 min，随后进行分离性能测试。根据公式(1)计算水渗透率(P，L·m-2·h-1·MPa-1)和公式(2)计算NaCl截留率(R，%)。
| $ P=\frac{\Delta m}{\rho \Delta t A \Delta p} $ | (1) |
式(1)中：P为水渗透率，L·m-2·h-1·MPa-1；Δm为一定时间内收集的透过液质量，g；ρ为透过液的密度，g·L-1；Δt为测试时间，h；Δp为跨膜压差，MPa；A为膜实际过滤面积，m2。
| $ R=\frac{C_{\mathrm{F}}-C_{\mathrm{P}}}{C_{\mathrm{F}}} \times 100 \% $ | (2) |
式(2)中：R表示盐的截留率，%；CF和CP分别表示进料液和透过液中盐的质量浓度，mg·L-1。
1.4.2 反渗透膜的耐污染性能测试将设备用水清洗20 min，剪取合适大小的膜样品放入膜池中，先使用去离子水作为进料液，在1.0 MPa下，先预压30 min，以确保性能稳定，待出水稳定后，每10 min接一次液，测定1 h后，将进料液换成500 mg·L-1的牛血清蛋白溶液，测定膜被污染后的水通量；之后，将膜用去离子水彻底清洗，测定清洗后膜的水通量。根据公式(3)计算膜的通量恢复率(FRR)和公式(4)计算阻力去除率(RR)。
| $ F_{\mathrm{RR}}=\frac{P_{\mathrm{w} 1}}{P_{\mathrm{w} 0}} \times 100 \% $ | (3) |
| $ R_{\mathrm{R}}=\frac{\frac{1}{P_{\mathrm{w}}}-\frac{1}{P_{\mathrm{w} 1}}}{\frac{1}{P_{\mathrm{w}}}-\frac{1}{P_{\mathrm{w} 0}}} \times 100 \% $ | (4) |
式(3)和式(4)中：Pw0为初始膜通量，Pw为污染后的通量，Pw1为去离子水清洗后的通量。
1.4.3 反渗透膜的长期稳定性能测试将待测试的膜放入清洗后的膜池中，在1.0 MPa下，以2 000 mg·L-1的NaCl溶液为进料液，进行膜长期稳定性测试。
2 结果与讨论 2.1 PI对iTFC RO膜分离性能的影响为考察超滤基膜中的PI对RO膜分离性能的影响，我们使用PSf超滤膜为基膜制备了含有af-GQDs中间层的iTFC-10-0 RO without PI膜，并将其分离性能与iTFC-10-0 RO膜的分离性能进行了对比，其结果如图 2所示。
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| 图 2 基膜中的PI对RO膜分离性能的影响 Fig.2 The effect of PI doped into substrate membrane on the RO separation performance |
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从图 2中可以看出，在基膜中引入PI之后，RO膜的截留性能以及水渗透性能均得到了提高，这是因为在铸膜液中添加PI之后，使得更多的af-GQDs锚定在基膜表面[25]。在随后的界面聚合过程中，af-GQDs与水相单体MPD形成氢键，这可以有效减小水相单体MPD向界面聚合反应区域的扩散速率，有利于生成更薄、孔径更大以及表面羧基更多的聚酰胺层，因此提高了RO膜的水渗透率以及NaCl截留率[26, 27]。因此，在后续的研究中我们固定基膜中PI含量为0.5%。
2.2 af-GQDs对iTFC RO膜分离性能和表面形貌以及膜表面亲水性的影响 2.2.1 af-GQDs中间层对iTFC RO膜表面形貌的影响图 3和图 4为TFC RO和iTFC-10-0 RO膜表面SEM图和AFM图，表 1中列出了不同RO膜的表面粗糙度。
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| 图 3 RO膜表面SEM图 Fig.3 The SEM images |
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| 图 4 RO膜表面AFM图：(a, b)TFC RO膜；(c, d)iTFC-10-0 RO膜 Fig.4 The AFM images of TFC RO (a, b) and iTFC-10-0 RO membranes |
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| 膜名称 | Sa/nm | Sq/nm |
| TFC RO | 31.9(±3.0) | 41.2(±4.4) |
| iTFC-10-0 RO | 31.3(±1.1) | 39.9(±2.5) |
由图 3中不同放大倍数下的膜表面形貌可以看出，引入af-GQDs中间层后，iTFC-10-0 RO膜表面的叶状结构小于TFC RO膜表面的叶状结构，这是因为在基膜上沉积的af-GQDs与水相单体MPD之间的氢键作用限制了MPD单体的扩散，进而降低了聚酰胺层的粗糙度[27]。
2.2.2 af-GQDs中间层对iTFC RO膜表面亲疏水性的影响膜的亲水性是影响反渗透膜渗透率的因素之一，通常用水接触角来表示膜的亲疏水性。图 5为TFC RO膜和iTFC-10-0 RO膜表面的水接触角。
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| 图 5 TFC RO膜和iTFC-10-0 RO膜表面的水接触角 Fig.5 Water contact angle of TFC RO and iTFC-10-0 RO membrane |
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从图 5中可以看出，iTFC-10-0 RO膜的水接触角明显小于TFC RO膜的水接触角，这说明引入af-GQDs中间层后，膜表面更加亲水。这是因为af-GQDs中间层与水相单体MPD之间形成的氢键限制了MPD向界面聚合反应区域的扩散，使得聚酰胺表面残留的羧基增加，进而提高了膜表面的亲水性[28]。
2.2.3 af-GQD添加量对iTFC RO膜分离性能的影响Af-GQDs作为一种准零维纳米材料，其自身分子边缘带有大量的氨基、酰胺基团，其中的氨基会与PSf/PI共混基膜中的PI的亚胺基团发生开环反应[25]，使得af-GQDs与基膜牢固地结合在一起，反应方程如图 6所示。同时，基膜中均匀分散的PI可以有效提高af-GQDs在基膜表面的分散性。在随后的界面聚合过程中，af-GQDs中的氨基可以与水相单体MPD形成氢键，进而调控界面聚合过程，从而可以提高膜的分离性能。此外，在界面聚合的过程中，af-GQDs能够参与界面聚合反应，使af-GQDs纳米材料以共价键的方式嵌入分离层中，提高了af-GQDs在膜中的稳定性[24]。
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| 图 6 PI聚酰亚胺与氨基化石墨烯量子点间化学反应示意图 Fig.6 The possible reaction between PI polyimide and af-GQDs |
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考察了af-GQDs浓度对iTFC-X-0 RO膜分离性能的影响，结果如图 7所示。当不添加af-GQDs中间层时，TFC RO膜的水渗透率为17.0 L·m-2·h-1·MPa-1，截留率为97.9%；当af-GQDs的添加量为10.0 mg·L-1时，iTFC RO-10-0膜的分离性能最优，水渗透率为20.9 L·m-2·h-1·MPa-1，NaCl截留率为98.9%；当增加af-GQDs浓度至15和20 mg·L-1时，iTFC RO-15-0和iTFC RO-20-0膜的水渗透率分别增大为23.5和24.2 L·m-2·h-1·MPa-1，截留率分别降至97.7%和96.4%。
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| 图 7 af-GQDs添加量对iTFC RO分离性能的影响 Fig.7 Effect of af-GQDs concentration on separation performance of iTFC RO membrane |
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由于af-GQDs表面—NH2的存在，可以与水相单体MPD形成氢键，这可以有效减小水相单体MPD向界面聚合反应区域的扩散速率，有利于生成更薄、孔径更大以及膜表面更加亲水的聚酰胺层，减小了水分子在聚酰胺层中的传质阻力，进而提高了RO膜的水渗透率[26, 28]。因此，当引入af-GQDs中间层时，iTFC RO膜的水渗透率均高于未添加af-GQDs中间层的TFC RO膜的水渗透率，且随着af-GQDs浓度的增加，水渗透率逐渐增加。当af-GQDs浓度为15和20 mg·L-1时，iTFC RO膜的NaCl截留率低于未引入af-GQDs中间层的TFC RO膜的NaCl截留率，这是由于聚酰胺层的孔径增大造成的。而当af-GQDs浓度为10 mg·L-1时，所制备的iTFC RO膜的NaCl截留率却高于未引入中间层的TFC RO膜的NaCl截留率，这是由于af-GQDs中间层使得较少的水相单体MPD进入界面聚合反应区中，造成聚酰胺层表面残存的羧基增多，iTFC RO膜表面的负电荷增多，静电排斥作用增强，进而提高了NaCl截留率[27]。
2.3 烘干时间对iTFC RO膜性能的影响固定af-GQDs浓度为10.0 mg·L-1，热处理温度为80 ℃，考察了界面聚合反应完成后，热处理时间对iTFC-10-Y RO膜分离性能的影响，结果如图 8所示。
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| 图 8 热处理时间对iTFC-10-Y RO膜分离性能的影响 Fig.8 Effect of heating time on separation performance of iTFC-10-Y RO membrane |
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可以看出，经过热处理之后iTFC RO膜的NaCl截留率几乎不变，水渗透率呈现下降趋势，这可能是由于热处理过程中进一步发生界面聚合反应，膜变得致密，造成膜的水渗透率下降[6]。因此，在后续的实验过程中，不再进行膜的热处理。
图 9为热处理前后iTFC RO膜的表面形貌，可以看出，经过热处理之后，iTFC-10-6 RO膜的表面更加光滑。
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| 图 9 iTFC RO膜表面SEM图 Fig.9 SEM images of iTFC RO membrane |
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本研究选用牛血清蛋白作为模拟污染物，用500 mg·L-1的牛血清蛋白水溶液作为进料液，在1.0 MPa下，对iTFC-10-0 RO膜进行了耐污染性能测试，实验结果如图 10所示。所制备的膜的通量恢复率为96%，阻力去除率为83%，证明该工作中所制备的iTFC-10-0 RO膜具有较好的耐污染性能。
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| 图 10 iTFC-10-0 RO膜的耐污染性能测试 Fig.10 The anti-fouling performance of iTFC-10-0 RO membrane |
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在1.0 MPa下，以2 000 mg·L-1的NaCl水溶液为进料液，对所制备iTFC-10-0 RO膜进行了48 h的长期过滤测试，考察iTFC-10-0 RO膜的长期运行稳定性能，实验结果如图 11所示。从图 11中可以看出，在48 h的测试过程中，iTFC-10-0 RO膜的渗透率和截留率基本没有变化。因此，所制备的iTFC-10-0 RO膜具有较好的长期稳定性。
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| 图 11 iTFC-10-0 RO膜的长期稳定性测试 Fig.11 Long-term stability test of iTFC-10-0 RO membrane |
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溶解扩散模型是由Lonsdale等[29]提出的一种理论模型。该模型假定膜是没有缺陷的理想膜，并假定高压侧溶液中的溶剂和溶质先溶于膜中，然后在化学位的推动力下，从膜的一侧向另一侧以分子扩散方式通过，直至透过膜。
溶剂和溶质在膜中的扩散均服从Fick定律，该模型认为溶剂和溶质均可溶于膜表面，因此物质的渗透能力不仅取决于扩散系数，而且取决于其在膜中的溶解度[30]，水分子的扩散系数比溶质的扩散系数大得多，因而透过膜的水分子数量就比通过扩散而透过去的溶质数量更多。
该模型认为分子透过膜的过程可分为3步[31]：(1)分子首先与膜接触，并在膜的进料侧表面吸附溶解；(2)被吸附溶解的分子在浓度差的推动下扩散透过膜，到达膜的透过侧[32]；(3)分子在膜的透过侧表面分子解吸[31]。
本研究对iTFC RO膜的水渗透系数(A)和盐渗透系数(B)进行了分析，这2个渗透系数用公式表示为：
| $ A=J_{\mathrm{w}} / \Delta P $ | (5) |
| $ B=J_{\mathrm{v}}(1-R) / R $ | (6) |
其中：A为水渗透系数，L m-2 h-1 bar-1；B为盐渗透系数，μm·s-1；Jw、Jv分别为膜的纯水通量和水通量，L·m-2·h-1；ΔP为压差，bar；R为盐截留率。
不同af-GQDs添加量的iTFC RO膜的水渗透系数如图 12所示，盐渗透系数如图 13所示。水渗透系数随af-GQDs浓度的增加而增加，由前文可知，水渗透系数增加的原因af-GQDs中间层调控了界面聚合过程，使聚酰胺层变得更薄、孔径更大以及表面更加亲水。从图 13中可以看出，af-GQDs浓度分别为15和20 mg·L-1时，iTFC-15-0 RO膜和iTFC-20-0 RO膜的盐渗透系数均高于未引入af-GQDs中间层的TFC RO膜的盐渗透系数；当af-GQDs浓度为10 mg·L-1时，iTFC-10-0 RO膜的盐渗透系数低于TFC RO膜的盐渗透系数，这与图 7中的盐截留率变化趋势一致。
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| 图 12 af-GQDs添加量对iTFC RO膜水渗透系数的影响 Fig.12 Effect of af-GQDs concentration on water permeability coefficient of iTFC RO membrane |
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| 图 13 af-GQDs添加量对iTFC RO膜盐渗透系数的影响 Fig.13 Effect of af-GQDs concentration on salt permeability coefficient of iTFC RO membrane |
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表 2列出了文献中报导的RO膜以及部分商品RO膜分离性能，通过比较可以看出，本研究所制备的iTFC-10-0 RO膜具有较好的分离性能。
| Membranes | 操作压力/MPa | 水渗透率/(L·m-2·h-1·MPa-1) | NaCl截留率/% | Ref. |
| iTFC-10-0 RO | 1.50 | 20.9 | 98.9 | This work |
| mGO-0.003 | 1.50 | 15.7 | 99.7 | [33] |
| 38-GO-TFC | 1.55 | 11.1 | 99.4 | [34] |
| cyclodextrin polyester layer modified RO | 1.55 | 49.8 | 98.6 | [35] |
| PA/TpPa-1/PSf | 1.50 | 16.8 | 99.2 | [21] |
| ZIF-8@RO-0.5 | 1.55 | 49.2 | 99.1 | [11] |
| DMAP modified RO | 1.55 | 45.0 | 99.1 | [36] |
| UV-13 | 1.55 | 55.0 | 99.3 | [37] |
| Alginate hydrogel interlayered RO | 1.50 | 27.8 | 99.2 | [27] |
| PA/TpPa-2/PSf | 1.50 | 29.8 | 99.4 | [19] |
| HNT-G1-0.05 | 2.00 | 18.0 | 98.7 | [38] |
| PEI/PAA layered IP | 1.55 | 15.6 | 98.7 | [39] |
| NaHCO3-6.0 | 1.60 | 26.5 | 98.6 | [40] |
| Fluorinated silica NPs-0.12 | 1.55 | 25.0 | 98.6 | [41] |
| P-8NH2-0.4 | 1.55 | 21.5 | 98.6 | [42] |
| SiCl4-0.02 | 2.50 | 82.0 | 98.0 | [13] |
| ZnO NPs-0.5 | 1.55 | 20.6 | 98.0 | [43] |
| TFC-Ca2+-1.0 | 2.00 | 24.4 | 97.9 | [44] |
| MWCNTs-0.7 | 1.00 | 11.4 | 97.0 | [45] |
| ROM-3 | 1.50 | 37.4 | 97.0 | [46] |
| CNFs-0.02 | 1.50 | 19.9 | 96.5 | [47] |
| SiCl4-0.04 | 2.50 | 97.0 | 96.5 | [13] |
| GO-0.015 | 2.00 | 29.7 | 93.8 | [48] |
| N-GOQD-0.02 | 1.50 | 16.6 | 93.0 | [49] |
| PEI modified silica NPs-0.05 | 1.50 | 11.6 | 95.0 | [50] |
| Dow BW30 (commercial) | 1.55 | 21.5 | 98.6 | [51] |
| Dow SW30HR (commercial) | 1.55 | 11.2 | 99.4 | [51] |
| Sepro RO4 (commercial) | 1.55 | 9.7 | 98.8 | [51] |
| TriSep X-20 (commercial) | 1.52 | 24.0 | 93.2 | [52] |
以PSf/PI超滤膜为基膜，在其表面通过沉积的方法构筑了af-GQDs中间层，在此中间层的基础上通过MPD与TMC之间的界面聚合反应构筑了聚酰胺分离层，制得性能优异的RO膜，优化了制膜条件，并对膜进行了耐污染以及长期运行稳定性能测试，结论如下。
(1) 膜制备过程中，af-GQDs浓度为10 mg·L-1，不经过热处理的时，制备的iTFC-10-0 RO膜分离性能最优，在1.0 MPa操作压力下，对2 000 mg·L-1 NaCl水溶液的水渗透率为20.9 L·m-2·h-1·MPa-1，NaCl截留率为98.9%。
(2) 该工作中所制备的iTFC RO-10-0膜具有较好的耐污染性能，耐污染性能测试过程中，iTFC-10-0 RO膜的通量恢复率为96%，阻力去除率为83%。
(3) 该工作中所制备的iTFC-10-0 RO膜具有较好的长期运行稳定性能。
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