物理科技生物学-PHYICA

靶向涂层改善纳米过滤用氧化石墨烯MANA膜

纳米技术 2022-07-17 23:58:31

中国科学院李源 GO膜靶向涂层改性示意图(李苏爽摄) 纳滤是一种处理含有机微污染物废水的先进技术

最近,一个由教授领导的研究小组

来自中国科学院过程工程研究所的万开发了一种稳定的氧化石墨烯纳滤膜,该膜具有均匀的孔径以去除OMPs

这项研究发表在1月26日的化学工程杂志上

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它提出结合信号放大策略和缺陷化学来减小膜孔径分布,从而为制备高选择性纳滤膜提供了一种有前途的方法

氧化石墨烯在分子筛用于纳米过滤方面显示出巨大的潜力

氧化石墨烯薄膜通常是通过在多孔支撑层上堆叠氧化石墨烯纳米片来制备的

然而,由于其在水环境中的低稳定性,GO膜的使用受到限制

此外,由氧化石墨烯纳米片的不均匀沉积导致的大缺陷会导致膜具有低保留容量,并且还会导致严重的膜污染

在他们的研究中,研究人员提出了一个有针对性的改性策略,以同时提高氧化石墨烯膜的防污能力和调节其纳米通道

首先将三价铁离子(Fe3+)加入到氧化石墨烯溶液中,制备稳定的氧化石墨烯膜

“添加的Fe3+可以放大氧化亚铁膜上缺陷的信号,由于相邻氧化亚铁纳米片之间的排斥相互作用,在氧化亚铁膜上形成更大的横向缺陷,”教授说

来自IPE的罗

GO-Fe膜表面随后被由单宁酸-氨丙基三乙氧基硅烷(TA-APTES)组成的目标涂层改性,然后具有更多Fe3+的较大膜缺陷被较厚的TA-APTES涂层修补

这种带“斑点”的钽-铝硅氧烷涂层可以同时提高防污能力和缩小Fe3+介导的氧化石墨烯膜的孔径分布

“与市售的聚酰胺纳滤膜相比,我们的靶向涂层超滤膜在各种OMP上表现出更高、更稳定的截留率,即使在长期运行、错流过滤或高压下也是如此,”教授说

罗人

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