通过切换纳米纤维素介层的电荷来定制聚胺纳米过膜
Yu Fang1,2, Cheng-Ye Zhu1,2, Xiao Han3,4
1MOE Engineering Center of Separation Membranes and Water Treatment, and Key Lab of Adsorption and Separation Materials & Technologies of Zhejiang Province, Department of Polymer Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|August 16, 2024
概括
充电的纤维素纳米纤维作为中间层增强了聚胺膜的形成. 该研究揭示了这些中间层如何控制皮佩拉津扩散和表面电荷,从而在纳米过中改善离子和离子的分离.
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.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 聚胺膜对于分离过程至关重要.
- 层间策略可以提高膜性能.
- 在界面聚合中带电介层的机制尚未完全理解.
研究的目的:
- 研究充电纤维素纳米纤维 (CNF) 如何影响界面聚合.
- 阐明 CNF 和 piperazine 亲缘关系在膜形成中的作用.
- 了解带电介层对膜表面电荷和分离性能的影响.
主要方法:
- 使用碳氧化纤维素 (-CNF) 和四分化纤维素 ([公式:见文本]-CNF) 作为中间层.
- 采用模拟结果,异热定位热量计 (ITC) 和紫外线测试.
- 分析了表面充电特性和产生的膜的分离性能.
主要成果:
- [公式:参见文本]-CNF介层增强了皮佩拉辛的扩散,并由于更强的水合和皮佩拉辛亲和力,加速了界面聚合.
- 间层在30纳米的静电范围内显著改变了膜表面电荷.
- -i-TFC膜显示高的SO2-/Cl选择性 (136),而-i-TFC膜实现了Mg2+/Na选择性 (3.5).
结论:
- 充电的CNF介层有效调节界面聚合和膜结构.
- 该研究提供了关于控制膜表面电荷以进行定制分离的见解.
- 这项工作通过优化聚胺膜特性,为纳米过应用提供了潜在的进步.
