深圳大学牛青山/河北科技大学韩继龙团队 | FeOOH 纳米棒嵌入型 TFN 膜显著提升海水淡化性能

反渗透 (RO) 膜在海水淡化中至关重要，但传统 TFC 膜仍面临通量–选择性权衡、结构致密化、耐压不足与抗污染能力弱等痛点。为突破限制，研究者尝试将无机纳米材料嵌入形成 TFN 膜，但其性能在很大程度上取决于纳米材料在水相或油相分散的方式。

近日，深圳大学牛青山和河北科技大学韩继龙团队系统比较了 FeOOH 纳米棒在水相 (TFN-A) 与油相 (TFN-O) 分散对界面聚合的影响，提出 “相分散调控” 策略，实现大幅提升的通量、耐压性、抗污染性与抗氯性能，为 TFN 膜结构调控提供关键机制依据。

• 系统比较 FeOOH 纳米棒在水相/油相分散的差异，实现界面聚合路径可控调节。

• 分散相变化显著影响聚酰胺层结构，带来更高交联度、厚度与亲水性。

• TFN‑A 膜水通量提升 355.7%，并保持高脱盐率；TFN‑O 膜表现出优异氯稳定性 (10,000 ppm·h 仅降 2%)。

• 两类膜呈现互补优势：TFN-A 耐压更强，TFN-O 抗污染更佳。

本研究揭示了 “分散相决定界面行为” 的关键规律，为不同无机材料构建高性能 TFN 膜提供通用策略。未来可将该机制拓展至 MOF、COF、CNTs 等多类纳米材料体系，推动反渗透膜在高盐水、苦咸水及工业废水处理中的应用升级。

图1 FeOOH 纳米棒制备与 TFN 膜制备流程示意。

图2 TFC/TFN-A/TFN-O 膜表面形貌 (SEM/AFM)。

图3 (a) MPD 在正己烷中的紫外-可见吸收光谱。(b) 三种油水界面体系的数码照片。(c) FeOOH 在水或正己烷中随时间的紫外-可见吸收光谱变化 (插图：Hexane-FeOOH 与水接触 3 分钟后的照片)。(d) 三种油水界面体系中 MPD 单体扩散的示意图。

图4 (a) 各种复合膜的脱盐性能。(b) TFN 膜中分离机制的示意图。(c) 引入不同纳米材料的聚酰胺反渗透膜其脱盐性能的变化。(d) TFN-A与TFN-O膜的渗透性 (归一化为 Lm⁻²h⁻¹bar⁻¹m × 10⁻⁵) 与水/氯化钠选择性之间的相关性，并与文献报道的反渗透膜进行比较。

图5 (a, b) 不同反渗透膜抗污染性能。(c) 不同反渗透膜在耐氯测试前后的氯化钠脱盐性能。(d) 各种反渗透膜综合分离性能的比较。

Embedding of FeOOH nanorods in the fabrication of a thin film nanocomposite (TFN) membrane for enhanced desalination

Pengfei Li (李鹏飞), Liming Wang, Mingzheng Bao, Yu Yong, Jilong Han (韩继龙) and Q. Jason Niu (牛青山)

Inorg. Chem. Front., 2026, Advance Article

https://doi.org/10.1039/D5QI02382C

*本文部分内容由AI工具辅助生成，已由作者审核确认。

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