DOI:10.1016/j.matdes.2020.109101

在海水和废水净化领域，薄膜复合膜（TFC）引起了人们的广泛关注。在这项研究中，通过一步法形成了树状电纺纳米纤维膜（TENMs），在聚偏氟乙烯（PVDF）层的基础上制备了一种新型TFC膜。与传统的支撑膜相比，TENMs具有高表面孔隙率、低曲折度、高比例的互连孔以及200nm以下的最小平均孔径。因此，该复合膜在制备高性能TFC纳滤（NF）膜方面具有很大的潜力。此外，还讨论了添加剂四丁基氯化铵（TBAC）浓度对TENMs形态和结构的影响。结果表明，在纺丝液中加入0.025mol TBAC有利于形成最小孔径为130-140nm、孔径分布最窄的树状结构，以及致密的分支纳米纤维。此外，还研究了TENMs结构和表面形态对聚酰胺膜形成的影响。研究发现，嵌入聚酰胺基体中的超细分支形成了“定向水通道”，这提高了水分子的传输速度。截留测试表明，该复合膜对MgSO4溶液的截留率达97％以上，对NaCl溶液的截留率达76％以上，这表明了其在水净化中的应用潜力。

图1.树状纳米纤维膜的形成过程示意图。

图2.TENMs上的界面聚合示意图。

图3.（a）纯PVDF（黑色）纳米纤维膜和TENMs（红色）的FT-IR光谱。（b）不同TBAC浓度的溶液电导率。（c）纯PVDF纳米纤维膜（a-c）和TENMs（d-i）的EDS分析。

图4.TENMs、纯PVDF膜、CNMs和浇铸膜的SEM图像和孔径分布：（a1-a3）PVDF/TBAC-0.02，（b1-b3）PVDF/TBAC-0.025，（c1-c3）PVDF/TBAC-0.03，（d1-d3）PVDF/TBAC-0.035，（e1-e3）PVDF/TBAC-0.04，（f1-f3）纯PVDF纳米纤维膜，（g1-g3）流延膜，（h1-h3）CNMs。

图5.在0.35MPa压力下不同支撑膜的纯水通量。

图6.在TENMs、原始PVDF膜、CNMs和浇铸膜上形成的聚酰胺表面和横截面SEM图像。（a1-a4）TFC-TENMs-TBAC-0.02，（b1-b4）PA-TBAC-0.025，（c1-c4）PA-TBAC-0.03，（d1-d4）PA-TBAC-0.035，（e1-e4）PA-TBAC-0.04，（f1-f4）PA-纯PVDF纳米纤维膜，（g1-g4）PA-浇铸膜，（h1-h4）PA-CNMs。

图7.在这项研究中，聚酰胺薄膜在浇铸膜（a）和TENMs（b）上的形成机理。

图8.各种聚酰胺TFC膜的除盐率（a）和反渗透通量（b）；（c）纳米复合阻挡层中天然水通道和定向水通道的示意图。