通过DFT和MATLAB模拟导向的基膜工程:朝着高效的海水淡化和抗菌保护
Sufyana Idrees1, Aneeqa Sabah1, Mohsin Nazir2
1Department of Physics, Lahore College for Women University, Lahore 5200, Pakistan.
ACS omega
|July 21, 2025
概括
添加的二氧化膜为先进的水净化提供了增强的疏水性和结构完整性. 这些膜实现了高盐排斥和抗菌性质,为淡化和废水处理提供了可持续的解决方案.
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:
- 膜蒸 (MD) 对于水淡化至关重要.
- 开发高性能,耐用的膜对于高效的MD应用是必不可少的.
- 基于的膜具有潜力,但需要对表面进行修改以提高性能.
研究的目的:
- 制造和表征 (Mg) 合的膜,用于多功能净水.
- 为了提高膜的疏水性,结构紧性和海水淡化性能.
- 为了研究Mg化膜的抗菌特性和分子水平机制.
主要方法:
- 用Mg合的二氧化膜的Sol-gel制造.
- 使用FTIR,SEM,EDX,XRD和水接触角度测量进行表征.
- 使用盐溶液的直接接触膜蒸 (DCMD) 实验和DFT模拟.
主要成果:
- 胺兴奋剂显著改善了膜的疏水性 (80°-140°接触角度) 和结构紧性.
- 在DCMD中达到高达98.3%的盐排斥和32L/m2·h的稳定流量.
- 证明超过90%的细菌抑制和DFT洞察力改善了电子结构和机械强度.
结论:
- 用Mg合的二氧化膜对于高性能淡化和净化水是有效的.
- 增强的特性来自Mg诱导的交叉链接和表面修饰.
- 这些多功能膜为各种水处理挑战提供了可扩展和可持续的解决方案.


