充电超性多电解质/TiO₂纳米过膜用于自我清洁和分离性能

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 环境工程 环境工程
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 纳米过 (NF) 对于处理工业废水至关重要,特别是来自染色工业的废水.
• 在NF中,一个重要的挑战是膜污染,这降低了效率和寿命.
• 开发自我清洁和超性膜对于可持续的水处理至关重要.

研究的目的:

• 制造一种具有超性和自我清洁性质的新型多层纳米过膜.
• 为了研究膜在处理染色工业废水中的性能.
• 评估紫外线辐射对膜流量和排斥的影响.

主要方法:

• 聚电解质的自组合,包括解剖酶PSS-TiO2纳米颗粒,形成纳米混合选择性层.
• 膜性质的表征,包括光诱导的超性 (水接触角).
• 测试膜对XO和EbT的排斥性能,并在UV照射下测量透流量.

主要成果:

• (PEI/PSS-TiO2)4.0混合膜表现出光诱导的超性,在紫外线照射时,水接触角度从35.7°降至1.6°.
• 实现了XO和EbT的100%排斥,初始透流量为5.2和6.4L/m2·h·bar).
• 紫外线照射显著增加了通透流量,达到13.4和14.0 L/{m2·h·bar),同时保持了高的排斥率 (97.8%和96.7%).

结论:

• 开发的超性和自我清洁的纳米过膜显示了对高效染色废水处理的巨大潜力.
• 加入PSS-TiO2纳米颗粒提高了膜性能,并使UV辅助流回收成为可能.
• 虽然有效,但需要进一步优化,以改善透性回收,由于TiO2纳米粒子含量约为80.6%.