Abstract Here, we designed a new chemistry of fouling-resistant reverse osmosis (RO) membranes using a star polymer (CD-PAH) comprising multiple linear polymer (poly(acryloyl hydrazide), PAH) arms grafted onto a β-cyclodextrin (β-CD) core. The well-defined structure of the β-CD-cored star polymer enabled us to systematically synthesize CD-PAHs with different arm lengths, which were assembled into membrane selective layers via a layered interfacial polymerization technique. Increasing the PAH arm length of CD-PAH enhanced the inter-chain entanglement of PAH arms and thus the crosslinking reaction efficiency by providing a higher density of the crosslinkable amine groups of densely-packed PAH arms. Hence, longer PAH arms of CD-PAH resulted in an enhancement in NaCl rejection with a reduction in the water permeance of the CD-PAH-assembled (CD-TFC) membrane. Importantly, the CD-TFC membranes prepared using CD-PAHs with longer PAH arms exhibited RO separation performance comparable to that of a commercial RO membrane, which is not feasible by other reported branch-structured macromolecules. Furthermore, the CD-TFC membrane displayed lower organic fouling with a higher rinsing efficiency than a commercial RO membrane, because of its more negatively charged and hydrophilic surface combined with its smoother surface, overcoming a performance-fouling trade-off.

中文翻译：

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使用 β-环糊精核星形聚合物制造和调整反渗透膜的结构

摘要 在这里，我们使用星形聚合物 (CD-PAH) 设计了一种抗污染反渗透 (RO) 膜的新化学物质，该聚合物包含多个线性聚合物（聚（丙烯酰肼），PAH）臂接枝到 β-环糊精（β- CD) 核心。β-CD 核星形聚合物的明确结构使我们能够系统地合成具有不同臂长的 CD-PAHs，通过分层界面聚合技术将其组装成膜选择性层。增加 CD-PAH 的 PAH 臂长，通过提供更高密度的密集 PAH 臂的可交联胺基团，增强了 PAH 臂的链间缠结，从而提高了交联反应效率。因此，CD-PAH 更长的 PAH 臂导致 NaCl 排斥的增强，同时 CD-PAH 组装 (CD-TFC) 膜的水渗透性降低。重要的是，使用具有较长 PAH 臂的 CD-PAH 制备的 CD-TFC 膜表现出与商业 RO 膜相当的 RO 分离性能，这是其他报道的分支结构大分子所不可行的。此外，与商用 RO 膜相比，CD-TFC 膜显示出更低的有机污染和更高的漂洗效率，因为其更多的负电荷和亲水性表面与其更光滑的表面相结合，克服了性能与污染的权衡。这对于其他报道的分支结构大分子是不可行的。此外，与商用 RO 膜相比，CD-TFC 膜显示出更低的有机污染和更高的漂洗效率，因为其更多的负电荷和亲水性表面与其更光滑的表面相结合，克服了性能与污染的权衡。这对于其他报道的分支结构大分子是不可行的。此外，与商用 RO 膜相比，CD-TFC 膜显示出更低的有机污染和更高的漂洗效率，因为其更多的负电荷和亲水性表面与其更光滑的表面相结合，克服了性能与污染的权衡。