有机溶剂广泛应用于医药、化工、生物等领域，对环境和身体健康具有明显危害。有机溶剂纳滤（OSN）是利用纳滤膜分离和纯化有机溶剂的新兴技术，具有节能，低成本和简便操作的优点，已广泛应用于工业废水处理、有机溶剂去除等领域。然而，OSN技术的实际应用仍受限于基膜在有机溶剂中的溶胀和溶解。

近日，天津工业大学黄庆林教授团队在期刊《Separation and Purification Technology》上，发表了最新研究成果“Electrospun PTFE nanofibrous composite membranes featuring a fiber network structure for organic solvent nanofiltration (OSN)”。研究者通过静电纺丝、聚多巴胺（PDA）沉积和界面聚合工艺，制备出具有三层结构的PDA-PA/PTFE复合纳滤膜，在各种有机溶剂中表现出良好的染料截留能力，具有优秀的极性有机溶剂耐受性。

图1：图文摘要。

将聚全氟乙丙烯（FEP）与PTFE乳液共混，通过静电纺丝和后烧结制备PTFE基膜。SEM图像（图2 a1-d1）中明显看到随着FEP增加，PTFE基膜表面形貌发生明显变化，基膜孔径从0.95μm减小到0.71μm，从松散和蓬松的纤维结构变为紧密融合的纤维网络结构，有效降低了PTFE基膜表面粗糙度。相应地（图2 a2-d2），纤维网络结构形成有利于PDA充分沉积在PTFE基膜表面，使PA选择层充分形成在PDA/PTFE膜表面。

图2：PTFE、PDA/PTFE和PDA-PA/PTFE膜SEM图像。

如图3 a1-d1所示，PDA中氨基与TMC的-COCl基团反应，使PA选择层与PDA层融合，并且PDA具有良好黏附性能够有效的将PTFE基底与PA选择层整合。3D CLSM图像和相应粗糙度值显示，PTFE基膜形成的纤维网络结构有利于PDA整体形成，从而降低PA选择层的不均一性。

图3：PDA-PA/PTFE复合膜截面和3D CLSM图像。

所制备的三层PDA-PA/PTFE复合膜在各种有机溶剂中表现出良好的染料截留能力，乙醇和DMF通量分别为5.95和2.32 L∙m−²∙h⁻¹∙bar^-1，对玫瑰红（RB）截留率为96.27%。如图4所示，PDA-PA/PTFE复合膜在长时间浸泡DMF溶液20天后，膜的乙醇通量和RB截留率几乎没有变化；在乙醇和DMF溶液48h长期稳定性测试中，RB的截留率仍然保持90%以上，表现出有机溶剂中良好的长期稳定性。因此，PDA-PA/PTFE复合纳滤膜具有卓越的耐酸/碱和耐有机溶剂性，在恶劣的工业条件下具有广阔的应用前景。

图4：PDA-PA/PTFE复合膜OSN性能测试。

图5：制备的PDA-PA/PTFE与其他OSN膜的分离性能比较。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.125416