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新一代納濾膜突破了傳統(tǒng)聚酰胺納濾膜“滲透性-選擇性”相互制約的難題，在含鹽廢水回收、水軟化和凈化過程方面具有獨特優(yōu)勢，展現(xiàn)出巨大應用前景，可助力緩解全球水資源短缺難題。
膜分離技術具有高效、低碳、節(jié)能環(huán)保等顯著特點，已成為緩解全球水資源短缺的重要技術，特別是作為先進分離膜代表的具有（亞）納米孔徑的納濾膜，近年來受到學術界和產業(yè)界密切關注。
傳統(tǒng)的聚酰胺（PA）納濾膜選擇層在多孔載體上通過界面聚合（IP）形成。由于在界面聚合形成PA過程中，有機胺和酰氯的聚合反應速率比胺在有機相溶液中的擴散速率快，這種不受控制的擴散和快速聚合形成了具有多尺度、孔徑不均一的PA選擇層，因此，通過傳統(tǒng)擴散主導的界面聚合難以實現(xiàn)理想的納濾膜結構。
如何通過工業(yè)界常規(guī)的傳統(tǒng)界面聚合制備出具有特殊結構特點的高性能納濾膜？
長期在冰雪環(huán)境工作生活的團隊將目光轉移到冰化學方向。經過6年的不懈研究，團隊發(fā)現(xiàn)冰/水相變過程可有效控制單體在受限界面“冰”相中的擴散，從而調控界面處單體反應，單體可通過先前形成的大孔層狀結構的間隙/孔道進一步反應，形成具有獨特物化結構特點的選擇層。通過實驗和理論研究，團隊證實了“冰限域”在納濾膜界面聚合過程中，對聚酰胺功能層結構形成的特殊作用，并通過實驗測定了合成納濾膜的三維準層狀褶皺結構及其離子化程度。
與在常規(guī)水/正己烷界面形成的具有致密非均相結構的傳統(tǒng)商用聚酰胺納濾膜相比，“冰限域”界面聚合合成的納濾膜具有獨特的高度離子化三維準層狀褶皺結構，該獨特結構賦予新型納濾膜優(yōu)異的鹽分離效果和一/二價陰離子篩分性能，可高效過濾納米/亞納米級小分子和離子物質。
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