工程多纳米通道聚合物间接石墨烯氧化物膜用于膜蒸中的严格挥发性选
Zhigao Zhu1, Minjie Song1, Fangshu Qu2
1Key Laboratory of New Membrane Materials, Ministry of Industry and Information Technology, School of Environmental and Biological Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China.
Environmental science & technology
|January 2, 2024
概括
聚合物间接的石墨烯氧化物膜防止膜蒸中的胀,实现高流量和离子和挥发性的近乎完美的排斥,以有效地淡化废水.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 石墨烯氧化物 (GO) 膜显示出在膜蒸 (MD) 中分离小分子的潜力.
- 当GO膜暴露在热料中时,会出现胀和间距增加,阻碍其性能.
- 在MD中有效排除小挥发性化合物仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 开发一种聚合物间接的GO膜,具有增强的抗膨胀特性,用于膜蒸.
- 为了改善小离子和挥发性化合物的分离,同时保持高水流量.
- 为了研究修改后的膜的选机制和海水淡化性能.
主要方法:
- 聚合物间接的GO膜的制造,具有控制的纳米通道尺寸 (0.57nm和0.30nm).
- 在热料 (高达60°C) 的膜蒸中测试膜性能.
- 使用分子动力学模拟来理解离子和挥发性物质的运输机制.
主要成果:
- 聚合物间接的GO膜在高温下表现出优异的抗胀性能.
- 实现了52 L m−2 h−1的高流量和几乎完全的离子 (100%) 和挥发性 (98%) 的排斥.
- 模拟表明,聚合物网络内的缩小的纳米通道有助于选择性选.
结论:
- 聚合物介质有效地稳定GO膜,防止MD的胀.
- 修改后的膜为复杂的超废水的高流量淡化提供了一个有希望的解决方案.
- 这种方法提高了用于水处理的GO基膜的分离效率和耐用性.
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