用HKUST-1修改的薄膜复合聚胺膜用于水处理:特征和纳米过性能
Roman Dubovenko1, Mariia Dmitrenko1, Anna Mikulan1
1St. Petersburg State University, 7/9 Universitetskaya nab., St. Petersburg 199034, Russia.
Polymers
|May 14, 2025
概括
这项研究开发了可持续的纳米过膜,使用纤维素酸/纤维素酸基板和HKUST-1修饰的聚胺层. 膜提供可调节的性能,以提高透性或染料和重金属离子的排斥.
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:
- 可持续的纳米过膜需要替代石油基聚合物.
- 基于纤维素的基板为膜制造提供了一个有希望的环保选择.
研究的目的:
- 开发高性能修饰薄膜复合材料 (mTFC) 膜,使用可持续的纤维素酸/纤维素酸 (CA/CN) 基质.
- 调查HKUST-1 (MOF-199) 整合对面膜性能对量身定制的分离任务的影响.
主要方法:
- 在CA/CN基板上用聚胺选择性层制造mtfc膜.
- 通过界面聚合,修改聚胺层以不同的HKUST-1度.
- 使用FTIR,XPS,SEM,AFM和接触角度测量进行表征.
- 对膜的透性和对染料和重金属离子的排斥性能进行评估.
主要成果:
- 证实CA/CN基板适合用于TFC膜制造.
- 结合HKUST-1改变了膜形态,水友性和粗性.
- 控制的HKUST-1添加实现了可调节的性能:增强透性 (123 LMH bar−1) 或染料排斥 (>89%).
- 对两种膜类型都观察到改善的重金属离子排斥 (>91.7%).
- 较高的HKUST-1负载 (0.1 wt.%) 导致聚合和性能降低.
结论:
- 使用CA/CN基板和HKUST-1建立了可调节mTFC膜的可持续制造路线.
- 开发的膜显示出特殊分离任务的潜力,包括染料和重金属的去除.
- 优化HKUST-1的整合允许微调膜特性,以适应特定的应用.
