隨著工業(yè)化與城市化進(jìn)程加快，全球面臨日益嚴(yán)重的水資源短缺和水污染問題，亟需高效、節(jié)能、可持續(xù)的水處理技術(shù)。納濾膜因其對多價離子和有機(jī)物具有良好的選擇性截留能力，同時保持較高的水通量和較低的能耗，已被廣泛應(yīng)用于水處理、食品加工、制藥和化工等領(lǐng)域。

然而，傳統(tǒng)納濾膜在實際應(yīng)用中仍面臨膜污染導(dǎo)致的通量下降、選擇性降低、清洗困難等問題，限制了其進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。為克服這些限制，刺激響應(yīng)型納濾膜應(yīng)運而生。這類“智能膜”材料能夠感知外界環(huán)境（如 pH、溫度、光、電場、磁場、離子濃度等）的微小變化，并通過動態(tài)調(diào)節(jié)膜的孔徑、表面電荷或親疏水性，實現(xiàn)對分離過程的智能調(diào)控。刺激響應(yīng)型膜不僅保留了傳統(tǒng)納濾膜的高通量和選擇性，還具備自清潔、抗污染、可控分離等功能，顯著拓寬了其應(yīng)用場景和使用壽命，成為近年來膜分離領(lǐng)域的研究熱點。

近期，華北電力大學(xué)郭世偉老師，對該領(lǐng)域進(jìn)行了系統(tǒng)的梳理，綜述總結(jié)了刺激響應(yīng)型納濾膜的研究進(jìn)展。文章標(biāo)題為：

"Principles, fabrication, and functional advancements of stimuli-responsive nanofiltration membranes"

發(fā)表于Desalination，619 (2026) 119533。DOI號為：10.1016/j.desal.2025.119533。

刺激響應(yīng)型納濾膜作為新一代“智能膜”，通過引入具有環(huán)境響應(yīng)性的功能材料（如pH敏感聚合物、溫敏高分子、光響應(yīng)分子、導(dǎo)電聚合物、磁性納米顆粒等），使其能夠感知外界環(huán)境（如pH、溫度、光、電場、磁場、離子濃度、CO?、氧化還原狀態(tài)等）的微小變化，并動態(tài)調(diào)控膜的孔徑、表面電荷、親疏水性或結(jié)構(gòu)構(gòu)象，從而實現(xiàn)對分離性能的智能調(diào)控。這種動態(tài)響應(yīng)能力不僅保留了傳統(tǒng)納濾膜的高通量和高選擇性優(yōu)勢，還賦予其自清潔、抗污染、可控分離、多級分離、分子識別和智能傳感等功能，顯著延長了膜的使用壽命，拓寬了其在復(fù)雜水質(zhì)條件下的適用性。

目前，刺激響應(yīng)型納濾膜的制備方法主要包括相轉(zhuǎn)化法、界面聚合法、表面接枝聚合、層層自組裝、過濾沉積、交聯(lián)反應(yīng)以及原子層沉積等，通過這些方法可將響應(yīng)性材料有效引入膜基體或表面，實現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)的功能化設(shè)計。研究表明，刺激響應(yīng)型納濾膜在提高污染物截留率、實現(xiàn)多組分分級分離、增強(qiáng)抗污染性能、拓展操作適應(yīng)性等方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，尤其在染料/鹽分分離、藥物純化、抗生素去除、重金屬回收、智能流體控制等應(yīng)用中展現(xiàn)出良好前景。

然而，盡管實驗室研究取得了顯著進(jìn)展，該類膜在響應(yīng)速度、循環(huán)穩(wěn)定性、選擇性-通量協(xié)同優(yōu)化、制備成本、規(guī)?；圃旒皹O端環(huán)境耐受性等方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)。未來的研究應(yīng)致力于開發(fā)新型高效響應(yīng)材料、簡化制備工藝、構(gòu)建多重響應(yīng)協(xié)同體系、提升長期穩(wěn)定性和抗極端環(huán)境能力，并推動其在實際水處理、資源回收和智能制造等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

研究得到國家自然科學(xué)基金項目、河北省自然科學(xué)基金項目、中央高校基本科研業(yè)務(wù)項目的支持。

第一作者 郭世偉 博士

華北電力大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系，副教授，碩士生導(dǎo)師。2021年畢業(yè)于中科院過程所萬印華課題組，師從羅建泉研究員，主要從事分離膜材料和膜過程工藝的科研工作，包括超濾/納濾/反滲透膜的制備和性能調(diào)控、智能響應(yīng)納濾膜的制備與應(yīng)用、水處理和物料分離中的膜過程工藝研究。主持國家自然科學(xué)基金、河北省自然科學(xué)基金等多個科研項目，第一作者或通訊作者身份發(fā)表SCI論文20余篇，北京膜學(xué)會理事，燕趙人才A卡獲得者。B站UP主，粉絲近萬（賬號名稱：科研工作者郭老師）；創(chuàng)辦“環(huán)化生材”公眾號，粉絲8k+。

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