有机溶剂纳滤技术能够在有机溶剂中实现分子级别的分离、纯化与浓缩，显著提升化工、制药、石油及新能源等行业的生产效率和产品质量。随着工业溶剂体系日益复杂，对纳滤膜材料的性能和结构提出了更高要求。目前，聚酰胺薄层复合膜因其制备简便、选择性高、机械强度好，成为纳滤膜的主流材料。然而，传统方法制备的聚酰胺膜存在膜层较厚、结构致密、亲水性过强等问题，导致对极性溶剂的渗透性较差，在非极性溶剂中分离效率低，限制了其在复杂工业环境中的应用。

这些问题主要源于传统水/烷烃界面聚合工艺的局限性：单体扩散不易控制、反应速度过快、酰氯易发生水解副反应，导致形成的聚酰胺层较厚且不均匀；同时，只能使用水溶性胺类单体，限制了膜材料在亲疏水性和微观结构方面的调控空间。

近期，东华大学化学与化工学院武培怡/吴慧青团队提出一种“三合一”创新策略，旨在构建超薄微孔两亲性聚酰胺膜，同时实现广谱溶剂的高渗透性和精细的分子筛分能力。相关研究成果以《聚酰胺膜的微结构调控实现极性及非极性溶剂的超快传输》为题，发表于《自然·通讯》（Nat. Commun. 2025, 16, 8414）。

该策略包括三个核心方面： 1. 单体分子设计：采用带有二苯醚基团的二胺单体，构建亲水/疏水平衡的两亲结构，形成分别利于极性和非极性溶剂传输的类双通道，实现广谱溶剂的高效渗透。 2. 聚合物结构优化：在聚酰胺网络中引入非平面扭曲结构，增强膜的微孔性和孔道互联性，显著提升溶剂渗透率。 3. 界面聚合过程调控：使用低共熔溶剂替代水作为反应介质，不仅可使用非水溶性胺单体，还能通过调控低共熔溶剂的组成和性质，精细调节界面性质与反应环境，实现对聚合过程的有效控制。

图1. ODA/TMC聚酰胺膜的制备与表征

在尼龙基底上通过原位界面聚合可形成致密无缺陷的聚酰胺复合膜。该膜表面对有机溶剂具有极高亲和性，对极性溶剂的接触角小于25°，对非极性溶剂尤其低（小于10°）。其临界表面张力极低，表面张力低于该值的溶剂均能完全润湿膜表面，产生促进液体传输的正向毛细管力。

图2. ODA/TMC聚酰胺复合膜的形貌及表面性质

通过优化反应时间，可制备高交联度且超薄的聚酰胺分离膜，同时实现高通量和高截留。陡峭的截留曲线及MWRO与MWCO之间的极小差值，表明其具有高度均匀的孔结构和精确的分子筛分能力，可高效分离分子量相近的物质。该膜对极性和非极性溶剂均表现出超高渗透通量，性能优势显著。溶剂传输过程受粘度、溶剂-膜相互作用及空间位阻共同影响。

图3. 膜的纳滤性能

ODA/TMC膜中的溶剂传输是一个复杂过程，通过串联阻力模型和分子动力学模拟进行深入解析。Dagan模型分析表明，对于此类超薄致密膜，虽然孔道内部阻力占主导，但入口阻力的影响不容忽视。Lucas-Washburn方程进一步揭示，正向的毛细管驱动力可降低溶剂分子进入膜孔的阻力，从而提升传输效率。模拟结果显示，正己烷在膜中的传输速率快于甲醇，与实验测试结果一致。

图4. 膜的溶剂传输行为