可扩展的石墨烯氧化物空心纤维膜用于染料海水淡化,通过多用途聚胺功能实现
Ameya Manoj Tandel1, Manas Agarwal1, Erda Deng1
1Department of Chemical and Biological Engineering, University at Buffalo, The State University of New York, Buffalo, NY, 14260, USA.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|September 2, 2024
概括
石墨烯氧化物 (GO) 的纳米薄膜形成了用于染料淡化的膜. 这种可扩展的方法使用化学蚀刻和聚胺功能化来创建强大的高性能空心纤维膜 (HFMs),以实现高效的分子选.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 像氧化石墨烯 (GO) 这样的二维 (2D) 纳米片被用于创建具有可调节纳米通道的膜,用于分子选.
- 薄膜具有很高的水透性,但使用一致的纳米结构进行大规模制造仍然具有挑战性.
研究的目的:
- 开发可扩展的基于氧化石墨烯的空心纤维膜 (HFMs),用于高效的染料淡化.
- 通过化学蚀刻和聚胺功能化来提高膜性能.
主要方法:
- 使用化学蚀刻的组合制造基于GO的HFM,以创建平面内纳米孔和聚胺功能化,以提高稳定性.
- 利用现有的膜制造工艺,轻松进行大规模生产.
- 在染料透度,排斥率和分离因子方面对HFM性能进行表征.
主要成果:
- 制造的HFM模块 (88 cm2面积,约500 nmGO层厚度) 实现了75 L m-2 h-1 bar-1.1 的稳定染料水透率.
- 对于直接红色和刚果红色染料,已经证明了高排斥率 (>99.5%).
- 达到300-500的Na2SO4/染料分离因子,性能优于最先进的商业膜.
结论:
- 开发的方法提供了一个可扩展的方法,用于制造高性能,坚固的基于二维材料的膜.
- 基于GO的HFM显示了在染料淡化和分子选中实际应用的巨大潜力.
- 使用不同的多胺和多孔基质证实了该方法的多功能性.
