调节反应性聚乙烯基底的亚Tg固态表面交联到用于染料淡化的松散纳米过膜中

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:

• 制造高性能松散纳米过 (LNF) 膜用于染料淡化是具有挑战性的,因为在热过程中孔隙崩.
• 现有的方法在恶劣的工业条件下努力平衡透性,选择性和化学耐药性.

研究的目的:

• 开发一种金属离子介导的,亚玻璃过渡温度 (sub-Tg) 热交联协议,用于LNF膜制造.
• 创建具有高选择性和抗极端酸性和性环境的LNF膜,用于染料废水净化.

主要方法:

• 反应性聚乙烯胺胺 (PEA) 超过基质的相位逆转与铁离子 (Fe3+) 进行了先前交叉连接.
• 亚Tg热,形成超薄,高度交联的表面选择性层和稳定的多孔子子层.
• 卷对卷制造用于可扩展的膜生产.

主要成果:

• 最佳的LNF膜实现了81.6 L m−2 h−1 bar−1的透性和97.24%的Rhodamine B (RhB) 排斥.
• 在激烈的5重% HCl和10重% NaOH溶液下表现出稳定的染料淡化性能.
• 可扩展膜在pH 5和pH 9的接触流下显示出优异的长期稳定性 (24h).

结论:

• 金属离子介导的子Tg化有效地将超过基质转化为高度选择性和耐化学物质的LNF膜.
• 不对称的交联增强是竞争性染料淡化的关键,由Fe3+和表面丰富的PEA分数驱动.
• 这种简单的合成和可扩展的制造方法为处理激进的工业染料废水提供了一个有前途的途径.