通过MOF介层,提高了基于陶的向前透膜的水处理性能

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:

• 向前透 (FO) 提供了高效的废水处理,减少了污染和能源消耗,但在陶基板上设计高性能聚胺 (PA) 层具有挑战性.
• 金属有机框架 (MOF) 为高级膜功能提供了机会,但它们与陶基FO系统的集成需要精心设计.

研究的目的:

• 通过结合在现场培养的Zr-MOF (UiO-66-NH2) 介层来开发增强的薄膜纳米复合材料陶基FO膜.
• 评估Zr-MOF介层对膜结构,水流,逆盐流以及在恶劣化学环境和实际工业废水中的性能的影响.

主要方法:

• 基于陶的FO膜的制造,在现场培养的Zr-MOF (UiO-66-NH2) 介层.
• 膜性质的表征,包括厚度,交联度和表面粗度.
• 在各种条件下,包括酸性,性和实际的工业废水,对水流,逆盐流以及离子,油和有机物排斥的性能测试.

主要成果:

• 采用Zr-MOF的中间层产生了更薄的膜,具有更高的交叉连接和更高的表面粗度.
• 膜表现出显著改善的性能,水流量为27.38 L m-2 h-1和逆盐流量为3.45 g m-2 h-1.
• 膜在酸性 (pH3) 和性 (pH11) 溶液中表现出稳定性和有效性,性能优于大多数MOF嵌入式PA膜.
• 在实际的性工业废水 (pH 8.6) 中,实现了离子,油和有机物的高排放率 (> 94%).

结论:

• 在现场培养的Zr-MOF中间层是一种可行的策略,可以提高陶基FO膜的性能.
• 这些增强的膜显示出高效的废水处理的巨大潜力,即使在具有挑战性的环境和复杂的工业废水.
• 理性设计方法为开发高质量的FO膜提供了一条途径,用于多样化和苛刻的水处理应用.