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《化学工程杂志》:中国科学家开发氧化石墨烯纳滤膜,有效过滤水中微污染物

CHEN

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纳滤(NF)是一种处理含有机微污染物(OMPs)废水的先进技术。

近日,中国科学院过程工程研究所(IPE)万印华教授带领的研究小组开发了一种稳定的、均匀孔径的氧化石墨烯纳滤膜来去除OMPs。

研究成果已于近日发表在《化学工程杂志》(Chemical Engineering Journal)上。

氧化石墨烯(GO)在NF分子筛选中显示出巨大的潜力。氧化石墨烯膜通常是将氧化石墨烯纳米片堆叠在多孔支撑层上制备的。然而,由于氧化石墨烯膜在水环境中的稳定性较低,其应用受到限制。

此外,氧化石墨烯纳米片沉积不均匀造成的较大缺陷会导致膜的保留能力较低,也会造成严重的膜污染。

在这项最新研究中,研究人员提出了一种有针对性的修饰策略,以同时增强氧化石墨烯膜的防污能力,并调节其纳米通道。

首先在氧化石墨烯溶液中加入铁离子(Fe3+),制备稳定的氧化石墨烯膜(GO- fe)。研究人员称,“添加的Fe3+可以放大氧化石墨烯-铁膜上的缺陷信号,由于相邻的氧化石墨烯纳米片之间的排斥作用,形成了更大的横向缺陷。”

然后用单宁酸-氨基丙基三乙氧基硅烷(TA-APTES)靶向涂层对氧化石墨烯-铁膜表面进行修饰,然后用较厚的TA-APTES涂层修补含有较多Fe3+的较大膜缺陷。这种“斑点状”TA-APTES涂层可以同时提高Fe3+介导的GO膜的防污能力和缩小孔径分布。

研究人员表示,“与市面上销售的聚酰胺纳滤膜相比,GO膜具有靶向涂层,即使在长期操作、交叉流过滤或高压下,也能对各种OMPs产生更高、更稳定的过滤效果。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894721001868?via%3Dihub


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