聚酰胺层的厚度和表面形貌是影响复合纳滤膜渗透性能的重要因素，单体的扩散速率和扩散均匀性制约着聚酰胺层的厚度和表面形貌。此研究中我们将聚环氧乙烷（PEO）加入到PIP水相中，水相黏度的增加促使PIP的扩散速率快速下降，界面处处于非热力学平衡状态，满足缓慢扩散的活化剂和快速扩散的抑制剂条件，致使膜表面形成规则的图灵结构，极大增加了复合膜的表面粗糙度。相对原始聚酰胺膜，PEO的加入还使得改性膜的PA层更薄更亲水，渗透通量因此得到提升，最大提升幅度约300%，同时保持对Na2SO4 >96%的截留率。氯化胆碱（CC）的二次改性，进一步提高了渗透通量，最高可达12.59 L/（m2·h·bar）。

图 1复合膜的制备流程及反应机理示意

水相溶液的黏度是影响PIP扩散速率的重要因素，图2（a）展示了水相溶液的黏度与PEO浓度的关系，经过拟合，水相溶液的黏度随PEO的含量增加基本呈线性正相关，当PEO含量达1 w/v%时，溶液的黏度已接近纯PIP溶液的1.5倍，快速增加的水相黏度从物理角度限制了PIP的扩散，图2（b）展示了PEO浓度对PIP在正己烷中扩散速度的影响，通过对比经过拟合后的曲线可以明显观察到随着PEO浓度的增加，PIP向油相扩散的速率在快速下降。因此PEO的加入可以显著影响胺单体的扩散速率，使界面聚合中两种单体的扩散速率产生较大的差异，发生不均匀扩散，从而导致图灵结构的形成。

图灵结构是一种理想的空间周期形式，通常出现在远离热力学平衡的反应扩散过程中，且需满足抑制剂的扩散系数大于活化剂的扩散系数条件。在传统的IP过程中，由于TMC在水中的溶解度很小，反应通常是由PIP从PES基膜的表面和孔内向水油界面处扩散参与反应，因此PIP作为活化剂，其扩散系数远大于作为抑制剂的TMC，生成的是结点结构。PEO的加入增加了水相溶液的黏度，从物理角度限制了PIP的扩散，使得局部TMC的扩散速率大于PIP的扩散速率，因此形成独特的图灵结构。

图 2复合膜的表面形貌图（a）PES支撑膜；（b）NF0；（c）-（f）对应PEO的浓度分别为0.3%、0.5%、0.7%和1%

图3展示了NF0、NF1和NF2膜对Na2SO4、MgSO4、MgCl2和LiCl四种无机盐的分离性能。PEO的加入提高了膜的表面亲水性和粗糙度，Na2SO4的渗透通量由3.45 L/（m2·h·bar）提升至11.28 L/（m2·h·bar），提升超过300%，并且保持对Na2SO4截留率>96%。CC二次改性后，通量进一步提升至12.59 L/（m2·h·bar），达到令人满意的地步。此外CC属于季铵盐，带有一定的正电性，因此膜表面电负性的降低使得复合NF膜对LiCl的截留率出现一定程度的下降。总的来说，PEO的加入和CC的二次改性对膜的致密性几乎没有影响，但是渗透通量相比纯聚酰胺膜提高了接近360%，并且选择性有所提升。

图3 NF0、NF1和NF2的性能对比