背景介紹目前，數百萬t的有機溶劑用于化工、制藥、食品等行業，其中50%以上的工藝流程涉及分離，例如油水分離、抗生素純化、牛奶磷脂純化等。在過去的十幾年中，制造業越來越關注產生的能耗和污染排放。通過溶劑回收和再循環可以提高工藝的整體效率、降低原料、倉儲和污染物排放等成本。傳統分離回收過程是通過蒸餾、蒸發和干燥將溶質與溶劑分離。文章亮點1.

以有機材料膜為主，從整體非對稱膜和薄層復合膜兩個方向展開，基于傳質模型和工程應用對近期研究進展進行了討論；2.OSN膜的發展與工業應用提供新的思路，未來的研究應注重膜材料與結構的耐溶脹和其在不同溶劑中的分離性能不一致性等關鍵問題。

內容介紹1

膜結構和改性OSN技術對膜材料的要求主要有可加工性、化學穩定性、熱穩定性、力學性能以及材料成本。聚合物膜材料具有價格低廉和易于加工的特點，已成為主流膜材料，包括聚丙烯腈(PAN)、PI、聚苯并咪唑(PBI)、聚醚醚酮(PEEK)等。1.1

整體非對稱膜ISA膜制作的原理是相轉化。相轉化是指將均質的鑄膜液通過溶劑的揮發、向溶液中加入非溶劑或者加熱等，使液相轉化為固相的過程。Yao等[11]用一系列四(4-羧基苯基)卟啉MOFs(Zn，Cu，Co，Ni)(M-TCPP)制備OSN膜，過程如圖1所示。與不含MOF的膜相比，含有MOF的膜都顯示出較高的乙醇通量，對亮藍R(BBR)的截留率略低。圖1

MMMs的制造過程示意圖，包括M-TCPP納米片的制備、鑄膜液的制備和通過刮刀進行制膜[11]1.2

薄層復合膜TFC膜的分離層通過界面聚合制備，利用兩種高反應活性單體或者預聚物在兩個不相溶的溶劑界面處發生聚合反應，從而形成一層超薄分離層。常見的TFC膜主要由無紡布、多孔基膜以及分離層3部分組成，如圖2所示。圖2

TFC膜結構示意圖2

OSN傳質機理和模型在膜科學研究領域，和膜性能預測相關的膜分離機理的研究一直是主流方向，相應的也提出了很多納濾膜分離機理的模型。現在主流的OSN傳質模型為不可逆熱力學模型、孔流模型和溶解-擴散模型。3

OSN應用3.1

化工領域在化工領域，OSN膜在溶劑回收、溶質純化等工藝中被廣泛應用。Tim等[34]使用PMS600用于分離樺木分餾出的木質素油，分離甲醇和乙酸乙酯混合溶劑時，分離系數達到7.4，且透過液組分中的酚類純度為88%，示意圖如圖3所示。圖3

木質素油分離示意圖3.2

醫藥領域在醫藥領域中，OSN膜主要應用在藥物活性成分(API)的純化和溶劑回收兩方面。傳統API純化例如吸附、萃取等，工藝復雜、能耗高且耗時長，在長時間的純化過程中API容易失活導致良品率降低。3.3

食品領域在食品領域，OSN膜可用于食品天然成分提純、糧油食品加工等方面，由于條件溫和，對天然活性組分的損失更小。3.4

回收利用副產在工業生產中是必定會出現的成分，例如生產中的附屬產物、廢液、廢渣等等。隨著國家對環保要求的提高，企業隨意處理副產的情況慢慢被禁止。4

總結與展望目前，OSN膜作為一種新興的膜分離技術已經得到了廣泛的關注和應用，但是在實際應用中仍然存在一些問題需要解決。首先，由于膜的耐溶脹性較差，隨著處理時間的增加，膜會發生溶脹現象，這會導致分離性能下降。更長時間的處理可能會導致分離性能的完全消失，這對于實際應用來說是不可接受的。其次，OSN膜的分離性能不一致現象也是一個亟需突破的問題。由于膜對不同溶劑中的同一種溶質表現出不同的分離性能，導致分離性能和結果難以預測，限制了其進一步在化學試劑純化中的應用。為了解決這些問題，在開發新型的OSN膜時應對其材質、結構、性能等因素進行更全面的