克服了在使用二维功能化皮质膜净化水中的透性-选择性挑战
Mengtao Tian1, Yi Liu1,2, Shaoze Zhang3
1Membrane & Nanotechnology-Enabled Water Treatment Center, Guangdong Provincial Engineering Research Center for Urban Water Recycling and Environmental Safety, Tsinghua Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University, Shenzhen, 518055, Guangdong, China.
Nature communications
|January 9, 2024
概括
研究人员开发了一种新型的功能化皮膜 (Co@VMT),可显著提高水净化效果. 这种先进的膜克服了透性-选择性挑战,提供有效的有机污染物的去除,没有盐水排放.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境工程 环境工程
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 清洁水和卫生方面的全球挑战需要先进的水处理解决方案.
- 节能膜技术对于净水至关重要.
- 透性-选择性权衡仍然是合成膜的一个重大障碍.
研究的目的:
- 开发一种创新的膜,克服水净化中的透性-选择性限制.
- 为了创建一个二维的功能化膜 (Co@VMT) 整合过和催化.
- 建立一个纳米流体先进氧化过程 (AOP) 平台,以有效降解污染物.
主要方法:
- 制造一个二维的功能化皮膜 (Co@VMT).
- 评价膜水透率,并与未经修改的白岩 (VMT) 膜进行比较.
- 在AOP中,应用Co@VMT膜作为激活多氧硫酸盐 (PMS) 的平台.
- 在各种水矩阵中测试有机污染物 (染料,药品,) 的降解.
主要成果:
- Co@VMT膜表现出明显高的水透率 (122.4 L·m−2·h−1·bar−1),比VMT膜高出两个数量级.
- Co@VMT/PMS系统实现了各种有机污染物的~100%降解.
- 膜表现出极好的稳定性,有效运行超过107小时.
- 该系统产生安全的废水,而不会将污染物集中在盐水中,与传统的分子选膜不同.
结论:
- Co@VMT膜有效地解决了关键膜透性-选择性挑战.
- 这种纳米流体催化膜平台提供了一种高效和稳定的水净化方法.
- 开发的技术为传统水处理提供了可持续的替代方案,避免了盐水的生产.
- 这项工作为设计用于全球净水需求的先进纳米流体催化膜提供了蓝图.
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