Het herwinnen van solventen en moleculaire scheiding zijn vaak van groot belang in industriële toepassingen in de farmaceutische industrie, de voedingsmiddelenindustrie en de chemische industrie. In vergelijking met conventionele thermische technologieën is nanofiltratie van organische solventen (OSN) waarbij geen faseovergang wordt gebruikt, een mogelijke oplossing om het energieverbruik in chemische processen te verminderen. Voor een energiezuinig scheidingsproces is een permeabel en selectief membraan gewenst. Commerciële OSN-membranen vervaardigd door covalente vernetting van de polymeren hebben het nadeel van een lage permeabiliteit voor solventen. Als alternatief bestaat een dunne film composiet (TFC) membraan uit een bovenste laag op nanoschaal, en heeft een poreus substraat voordelen voor het optimaliseren van de gelaagde structuur. De nanometer dunne film heeft veel potentieel en biedt ultrasnelle permeantie voor het OSN-membraan. De uitdagingen blijven echter bij de stabiliteit van het oplosmiddel en de precieze selectiviteit van het composietmembraan. Het ontwikkelen van robuuste substraatmaterialen en het rationeel ontwerpen van de poriestructuur van de selectieve laag zijn de sleutel voor de ontwikkeling van hoogwaardige OSN-membranen. Dit proefschrift beoogt de bovengenoemde problemen aan te pakken door een nieuw soort nanovezel substraat te introduceren en de poriëngroottes / structuur van het membraan op moleculair niveau te ontwerpen door middel van chemische reacties en activering van solventen. In dit proefschrift werden verschillende aminemonomeren onderzocht, waaronder twee soorten aromatische diamines, m-fenyleendiamine (MPD), m-xylylenediamine (m-XDA) en één alifatisch polyamine, polyethyleenimine (PEI), om de selectieve laag te synthetiseren.

Solvent recovery and molecular separation are commonly involved in industries, such as the pharmaceutical industry, food industry and chemical industry. Compared with conventional thermal technologies, organic solvent nanofiltration (OSN) avoids any phase transition, which has attracted increasing interests to reduce the energy consumption in chemical processes. A highly permeable and selective membrane is desired for an energy efficient separation process. Commercialized OSN membranes fabricated by covalent crosslinking of polymers have the drawback of having a low solvent permeability. Alternatively, thin film composite (TFC) membranes consisting of a top nanoscale layer and a porous substrate allow to tune the layered structure. The nanometer thin film has a great potential to provide an ultrafast permeance for OSN membranes. However, challenges remain concerning the solvent stability and the precise selectivity of the composite membrane. Exploring robust substrate materials and rational designing the pore structure of the selective layer are the key for the development of high performance OSN membranes. This thesis aims to address the aforementioned problems via introducing a new kind of nanofibrous substrate and architecting the membrane pore sizes/structure on a molecular level through chemical reactions and solvent activation. Different amine monomers, including two kinds of aromatic diamines, m-phenylenediamine (MPD), m-xylylenediamine (m-XDA) and one aliphatic polyamine, polyethyleneimine (PEI), were explored to synthesize the selective layer.