深圳大学化学与环境工程学院刘长坤副教授团队在环境领域Chemical Engineering Journal、Journal of Membrane Science等国际期刊上发表膜材料及膜分离方向系列研究论文。
正渗透膜分离技术因其具有高的水回收率和相对较低的膜结垢趋势等特点而广泛应用于海水脱盐和废水处理等领域。题为《A novel cockscomb-like substrate-supported TFN-FO membrane with a dispersed bovine serum albumin (BSA)/gold nanoparticles (GNPs) interface layer exhibiting high performance》的研究性论文由硕士研究生马馥清为第一作者，刘长坤副教授为通讯作者，深圳大学为第一作者单位和第一通讯单位。该论文发表于国际期刊 Desalination （最新影响因子11.211，中科院JCR 1区）上。
该论文报道了在鸡冠状尼龙支撑膜表面负载牛血清白蛋白（BSA）/金纳米粒子（GNPs）形成新型薄膜纳米复合（TFN）正渗透（FO）膜。BSA/GNPs提供了更多的纳米水分子通道，增加了聚酰胺（PA）层的粗糙度，增大了有效作用面积，从而提升了TFN-FO膜的渗透性能。实验结果表明，BSA/GNPs改性的膜水通量（Jw）高达55.2 ± 5.4 L/(m2‧h)，同时Js/Jw降低至0.034 g/L体现了高选择性特征。本论文构建了具有高性能的TFN-FO膜，从膜的表面形貌、表面粗糙度、表面电荷和正渗透性能进行了详细的表征和研究，为制备高性能TFN-FO膜提供了一种新颖的方法。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.desal.2020.114732
纳滤膜因其高透水性和高截留率被广泛应用于选择性分离含盐纺织废水中有害染料和盐。题为《Construction of an electroneutral zinc incorporated polymer network nanocomposite membrane with enhanced selectivity for salt/dye separation》的研究性论文由副研究员Faizal Soyekwo为第一作者，刘长坤副教授为通讯作者，深圳大学为第一作者单位和第一通讯单位。该论文发表于国际期刊 Chemical Engineering Journal（最新影响因子16.744，中科院JCR 1区）上。
电中性纳滤（NF）膜是处理高盐度纺织废水的重要技术，但在较宽的pH范围内制备电中性薄膜复合膜（TFC）具有挑战性。该论文制备了一种电中性NF-TFC膜，Zn2+交联聚乙烯醇（PVA）-聚乙烯亚胺（PEI）构建聚酰胺（PA）层。Zn2+和PEI中的氨基（-NH2）形成配位键促进电离，从而在pH为5.0-8.6范围内生成了亲水性和近电中性膜。结果表明，该膜对溴百里香酚蓝（BTB）、刚果红（CR）和直接黄（DY）染料分子表现出优异的截留率（> 99.7%），同时，对NaCl（3.35%）和Na2SO4（11.57%）表现出较低的盐截留率。此外，在5 bar的压力下水通量高达84 L m−2 h−1。经过长时间的盐/染料混合溶液运行测试表明，盐不会影响NF-TFC膜对染料的分离效率，从而获得较高的NaCl/CR选择性（932）。该论文制备的电中性NF膜具有处理含盐纺织染料废水的潜力，为净化含盐纺织废水提供了一种新颖高效的策略。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.122560
有机溶剂纳滤（OSN）膜因其能耗低、分离效率高、操作简单等优势成为一种高效的溶剂-溶质分离的替代方案。题为《Crosslinked copolystyrenes based membranes bearing alkylcarboxylated and alkylsulfonated side chains for organic solvent nanofiltration》的研究性论文由副研究员Faizal Soyekwo为第一作者，刘长坤副教授为通讯作者，深圳大学为第一作者单位和第一通讯单位。该论文发表于国际期刊Separation and Purification Technology（最新影响因子9.136，中科院JCR 1区）上。
本论文构建了含有柔性烷基羧化和烷基苏磷化侧链的高效分离有机物的聚苯乙烯膜。聚合物链内分子间和分子内的相互作用使膜具有良好的柔韧性。结果表明，该膜在极性质子溶剂、温和极性非质子溶剂（THF、乙腈和丙酮）和非极性溶剂中表现出出色的稳定性，乙醇通量高达4.16 L m−2 h−1 bar-1，对各种小分子量溶质（有机染料分子，抗生素等）的截留率大于96%。该膜还实现了两个质量差为141 g mol-1分子的选择性。本论文通过将柔性亲水/疏水侧链结构引入刚性聚合物中，为改善有机溶剂纳滤（OSN）膜中有机分子的选择性溶剂渗透和分离提供了一种有前景的策略。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2021.119028
题为《Improving the water permeability and antifouling property of the nanofiltration membrane grafted with hyperbranched polyglycerol》的研究性论文由博士后安晓婵为第一作者，刘长坤副教授为通讯作者，深圳大学为第一作者单位和第一通讯单位。该论文发表于国际期刊 Journal of Membrane Science （最新影响因子10.53，中科院JCR 1区）上。
本论文报道了在聚酰胺（PA）层上接枝具有独特三维球状结构超亲水的超支化聚甘油（hPG）形成具有高性能薄膜复合纳滤（TFC-NF）膜。实验结果表明，TFC-NF膜在不影响对Na2SO4的截留率（97%）的情况下，相较于未改性的膜，水通量提升了30%，此外，使用石英晶体耗散微量天平（QCM-D）测量膜表面吸附速率和模型污染物量，表明该膜有很好的抗污性能。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.memsci.2020.118417
题为《Noncovalently Functionalized Sulfated Castor Oil-Graphene Oxide-Strengthened Polyetherimide Composite Membranes for Superior Separation of Organic Pollutants and Their Fouling Mitigation》的研究性论文由博士后Palsamy Kanagaraj为第一作者，刘长坤副教授为通讯作者，深圳大学为第一作者单位和第一通讯单位。该论文发表于国际期刊 ACS Applied Materials & Interfaces（最新影响因子10.383，中科院JCR 1区）上。
本论文采用相转化法制备了一种新型硫酸化蓖麻油（SCO）-氧化石墨烯（GO）强化聚醚酰亚胺（PEI）膜，用于高效分离多种有机污染物，具有优异的长期抗污能力。结果表明，PEI/SCO@GO膜的水通量（410.6 L m-2 h-1）约为PEI膜（50.7 L m-2 h-1）的50倍，约为PEI/SCO（64.5 L m-2 h-1）膜的6倍。PEI/SCO@GO膜对水包油乳液和腐植酸（HA）溶液表现出优异的截留率（>99.0%）。此外，PEI/SCO@GO膜的通量回收率（FRR）高，抗污能力强。因此，将SCO和GO掺入PEI基质可制备处理废水中各种有机污染物的合适和理想的防污膜。
全文链接：https://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c07670
题为《Towards improved protein anti-fouling and anti-microbial properties of poly (vinylidene fluoride) membranes by blending with lactate salts-based polyurea as surface modifiers》的研究性论文由博士后Palsamy Kanagaraj为第一作者，刘长坤副教授为通讯作者，深圳大学为第一作者单位和第一通讯单位。该论文发表于国际期刊 Journal of Colloid and Interface Science（最新影响因子9.965，中科院JCR 1区）上。
本论文提出利用乳酸盐基聚脲作为表面改性剂（SMs）赋予膜抗菌和抗蛋白性能，从而延长膜的使用寿命。结果表明，改性的膜对牛血清白蛋白（BSA）分子表现出良好的排斥和抗污性能。此外，改性膜的水通量（174.2 L m-2 h-1）提升至未改性膜的12倍，经过200天的长时间运行测试，改性膜的水通量仍然维持在原始水通量90%以上。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2020.02.026
