聚酯纳滤膜已经成为纳滤膜领域的一个热点和新星，文章发了很多，其中不乏一些NS级别的顶刊文章，但是大部分文章都很少关注聚酯纳滤膜的一个重要的潜在问题: 耐碱性。该问题是聚酯纳滤膜未来发展不可回避的问题。

　　只有最近的一篇Science关注了该问题:南京理工大学，重磅Science：聚酯膜！挑战聚酰胺膜，用于高性能反渗透海水淡化！但是也仅仅是关注，仍然缺少对该问题的系统研究。出于严重的好奇心，我们进行了以下研究。

　　在水处理和工业分离领域，纳滤膜技术因其高选择性、操作简便和空间占用小而受到广泛应用。聚酰胺(Polyamide, PA)纳滤膜虽然在实际生产中表现出色，但存在一些局限性，如易受污染、氯耐受性差等。聚酯(Polyester)纳滤膜以其优越的抗污染性、高通量和耐氯性，成为研究的热点。然而，聚酯结构在碱性环境下的稳定性尚未充分理解，这对于实际应用中的膜清洗和长期运行至关重要。本研究聚焦于此，旨在填补这一研究空白，为聚酯纳滤膜的设计、制备和应用提供理论依据和实践指导。

　　本研究通过界面聚合技术，使用八种不同的羟基单体与三甲基氯化物(TMC)反应，制备了一系列聚酯纳滤膜。研究了这些膜在pH 12.4的碱性条件下的稳定性，系统地记录了水通量和溶质截留率的变化，并运用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、zeta电位、接触角分析、X射线光电子能谱(XPS)等技术对膜的水解过程中的物理化学结构变化进行了详细分析。

　　在碱性(pH 12.4)条件下，大多数聚酯纳滤膜显示出易于水解的特性，这表现为水通量的显著增加和溶质截留率的显著下降。特别是，使用焦儿茶酚基羟基单体(PG)制备的膜在水浸后水通量从22.0增加到54.2 Lm−2h−1bar−1，截留率从60.2%下降到22.7%。而含有海藻酸钠(AGS)的膜展现出显著的稳定性。

　　通过SEM和AFM观察到，经过碱处理后，所有聚酯纳滤膜表面均出现了裂纹，表明膜结构变得疏松。某些膜如TA、CA、Phg和TEOA在碱处理后表面粗糙度降低，这可能是由于酯键的水解导致聚合物链段断裂和重排。

　　使用XPS技术发现，除了CA膜外，所有膜的C/O比值在碱处理后都有所增加，表明酯键的断裂和氧含量的损失。XPS详细分析显示，不同膜的化学结构组成在碱处理后发生了变化，特别是酯键的减少。

　　接触角测量结果显示，碱处理后所有聚酯纳滤膜的亲水性都有所增加，这是由于酯键水解产生了更多的亲水基团。

　　zeta电位分析表明，碱处理后PG膜的负电荷强度降低，而TA膜的负电荷强度增加，这可能与膜表面电荷基团的变化有关。

　　DFT计算显示，不同羟基单体与TMC反应形成的酯键的结合能与实验观察到的膜稳定性高度一致。结合能越低，表明形成的酯键越不稳定，这与实验中观察到的水通量增加和截留率下降的趋势相吻合。

　　研究结果表明，聚酯纳滤膜的稳定性受其化学结构中羟基官能团的数量和位置显著影响。在碱性条件下，聚酯膜的酯键容易发生水解，导致膜性能下降。DFT计算为预测聚酯结构的稳定性提供了理论依据。本研究不仅增进了对聚酯纳滤膜性质的理解，还突出了其在碱性环境中的关键脆弱性，对于指导未来纳滤膜材料的改进和工业应用具有重要意义。未来研究应进一步探索提高聚酯纳滤膜在碱性条件下稳定性的策略，如设计新型的化学结构、开发非碱性的高效膜清洗剂等，以期实现聚酯纳滤膜的商业化和规模化应用。

　　虽然不得不承认一些机理和推测还有待进一步验证，但该研究还是很有意义的。结果其实我们自己也有点惊讶，聚酯纳滤膜的耐碱性原来真的很差劲，尤其是邻苯三酚结结构单体制备的，简直不堪一击。看来，聚酯纳滤膜的耐碱性问题道阻且长。要么增强他的耐碱性，就像增强聚酰胺的耐氯性，要么就是避免在使用过程中用碱清洗。看来，没有完美的材料，选择耐氯还是耐碱，这是个问题。

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