張凱松研究團隊在反滲透脫鹽領域取得新進展

　　反滲透脫鹽技術能利用海水、地下水或其他廢水水源產出淡水資源，是目前解決全球水資源短缺最有效的途徑之一。然而傳統的聚酰胺反滲透復合膜在使用過程中所需能耗大，水通量小，截鹽低，抗污染性能差。為減少成本，降低脫鹽能耗，制備具有高滲透選擇性、抗污染的反滲透膜是關鍵所在。近年來，二維納米片層材料的發展對于反滲透復合膜的制備和改性提供了新的途徑。具有原子級別厚度的二維材料對于膜表面分離層結構、機械強度、表面親水性、表面電荷、電荷密度和膜表面粗糙度具有一定的調節作用。

　　基于此，中國科學院城市環境研究所膜科學與技術研究組（張凱松研究團隊）通過超聲輔助溶劑剝離的方法大量制備了類石墨烯二硫化鉬納米片層材料。所剝離的二硫化鉬納米片層具有納米級別厚度（2.2 nm），層數在2-3層，并具有較強的電負性。研究進一步以聚砜超濾膜為基膜，將制備的納米片層添加在油相，通過含間苯二胺單體的水相和含均苯三甲酰氯單體的油相之間的界面聚合反應成功制備了反滲透納米復合膜。透射電鏡表征證明了納米片層很好地分散在聚酰胺層基質中和膜表面。與普通膜和商業膜（BW-30）相比，所制備的反滲透納米復合膜具有更高的水通量和鹽截留率以及良好的抗蛋白污染性能。主要是因為納米復合膜表面的親水性得到了一定的提升，同時具有較強電負性的二硫化鉬納米片層使膜表面對于鹽離子和帶負電的污染物具有更強的靜電排斥作用，從而實現了對反滲透復合膜通量和截留率的同步提升，以及較好的抗污染能力。

　　研究成果以Thin film nanocomposite reverse osmosis membrane modified by two dimensional laminar MoS2 with improved desalination performance and fouling-resistant characteristics 為題發表于國際期刊Desalination, 454 (2019) 48-58。博士生李意為第一作者，城市環境所研究員張凱松和比利時魯汶大學教授Bart Van der Bruggen為共同通訊作者。該研究得到中科院戰略性先導科技專項(132C35KYSB20160018)的支持。