优化聚胺薄膜复合物海水淡化膜:通过zwitterionic monohydroxyl monomer进行简单且性能有效的修改

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:

• 聚胺 (PA) 薄膜复合膜对于水淡化至关重要.
• 改善膜流量和选择性仍然是逆透 (RO) 中的一个关键挑战.
• 结合zwitterionic组可以通过改变表面水友性来增强膜性质.

研究的目的:

• 合成并将一个zwitterionic单基单体 (ZHM) 纳入PA活性层.
• 评估ZHM结合对膜表面特性,流量和盐排斥的影响.
• 开发具有更好的性能特征的增强型RO膜.

主要方法:

• 使用ZHM,m-phenylenediamine (MPD) 和trimesoyl化物 (TMC) 的界面聚合.
• 通过水接触角 (WCA) 和场辐射扫描电子显微镜 (FESEM) 进行表面表征.
• 使用X射线光电子光谱 (XPS) 和富里埃变换红外光谱 (FTIR) 的光谱学确认.
• 使用15bar的NaCl和MgSO4溶液死点过的性能测试.

主要成果:

• 通过XPS和FTIR证实了ZHM在PA活性层中的成功结合.
• 与对照组 (ZHM-0) 相比,ZHM修改的膜表现出明显增强的水流量.
• 流量从6.8升至9.1升/米2小时 (NaCl),从6.7升至9.5升/米2小时 (MgSO4).
• 盐的排斥仍然很高,大约91%的NaCl和100%的MgSO4,与对照组相比.

结论:

• 合成的ZHM有效地引入Zwitterionic sulfobetaine组到PA膜中.
• 通过ZHM进行Zwitterionic修饰可以增强膜流量,而不会影响盐的排斥能力.
• 这种方法为开发用于水处理的高性能RO膜提供了一个有前途的战略.