反透膜具有氨基化石墨烯氧化物和聚多巴胺纳米球的功能,用于增强NDMA排斥和抗污染性能
Noman Khalid Khanzada1, Shazia Rehman2, Jehad A Kharraz3
1School of Energy and Environment, City University of Hong Kong, Tat Chee Avenue, Kowloon, Hong Kong Special Administrative Region; NYUAD Water Research Center, New York University Abu Dhabi, P.O. Box 129188, Abu Dhabi, United Arab Emirates.
Chemosphere
|July 21, 2023
概括
这项研究通过使用聚多巴胺纳米圈 (PDAns) 和氨基化石墨烯氧化物 (AGO) 涂层来增强逆透 (RO) 膜的水重复利用. 经过修改的RO膜显示了对N-二甲基胺 (NDMA) 的更好的排斥和更好的抗污染性.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 环境科学与工程环境科学与工程
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 反透 (RO) 对于水回收至关重要,但与低分子量污染物如N-二甲基胺 (NDMA) 和膜污染作斗争.
- 现有的RO膜在拒绝新出现的污染物 (CEC) 和由于污染而维持性能方面存在局限性,阻碍了水的再利用.
- 开发先进的RO膜对于高效的水回收和解决日益增长的水需求至关重要.
研究的目的:
- 为了提高RO膜的排斥效率和防性质,以改善水回收.
- 研究使用聚多巴胺纳米球 (PDAns) 和氨基化石墨烯氧化物 (AGO) 的RO膜的新型修饰.
- 克服传统RO膜在去除CEC和抵抗污染方面的局限性.
主要方法:
- 通过对多多巴胺纳米球 (PDAns) 和氨基化石墨烯氧化物 (AGO) 的顺序沉积来改变RO膜表面.
- 使用修改后和原始RO膜对N-二甲基胺 (NDMA) 排斥的评估.
- 使用现场光学连贯断层扫描 (OCT) 评估膜污染 (抗化和抗生物污染).
主要成果:
- 经PDAns-AGO修改的RO膜实现了89.3%的NDMA排斥,比原始膜的69.2%显著增加.
- 增强的排斥是由于缺陷区域的堵塞和PDAns和AGO层形成狭窄的通道.
- 修改后的膜表现出优越的抗化和抗生物污染特性,这是由于改善了水友性,杀菌效果以及降低了表面粗性和电荷.
结论:
- PDAns-AGO修改提供了一种有效的策略,以提高RO膜的水回收性能.
- 这种方法增强了对NDMA等CEC的选择性,并减轻了膜污染,从而使水的再利用更加稳健.
- 该研究为安全,经济高效的水再利用提供了一条途径,可能消除了对二次通行RO或高级氧化过程等三级处理的需求.
