通过水凝介层结构,提高聚胺纳米过膜的有机微污染物去除和分离性能
Ruiying Li1, Qingzhi Liu2, Qing Li3
1Department of Civil Engineering, The University of Hong Kong, Pokfulam, Hong Kong SAR, China.
Water research
|November 20, 2025
概括
这项研究开发了先进的纳米过 (NF) 膜,使用了一种新的水凝介层. 这些膜有效地去除有机微污染物 (OMP),同时显著增加水的透率,以实现可持续的水处理.
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:
- 有机微污染物 (OMP) 对水安全和公共健康构成风险.
- 纳米过 (NF) 膜可以去除OMP,但通常会受到低水透性的影响,阻碍实际应用.
- 需要NF膜,以平衡高OMP排斥与改善的水流量.
研究的目的:
- 开发具有高度选择性的NF膜,具有增强的水透性,以有效地去除OMP.
- 为了研究基托/聚乙烯醇/聚乙烯糖醇水凝中间层在调节膜性质中的作用.
- 展示创建量身定制的NF膜的战略,以实现可持续的水再利用.
主要方法:
- 通过界面聚合,制造含有水凝中间层的NF膜.
- 膜性能的表征,包括纯水的透率和盐的排斥 (Na2SO4,NaCl).
- 分子动力学模拟以阐明水凝介层对膜形成和性质的影响机制.
主要成果:
- 水凝中间层促进了较薄的聚胺选择性层的形成,显著增加了纯水的透率 (21.5 LMH/bar对比9.4 LMH/bar).
- 由于负电荷增加,观察到增强的盐排斥 (Na2SO4从98.3%增加到99.3%) 和选择性 (NaCl/Na2SO4从38增加到107).
- 优化的膜显示出更好的OMP排斥,归因于更强的静电排斥和增加的水友性.
结论:
- 一种新的水凝间层策略有效地提高了NF膜的水透率和选择性.
- 开发的膜为先进的OMP清除和可持续的水生产提供了有希望的解决方案.
- 这种方法为设计针对特定水处理应用量身定制的高性能NF膜提供了途径.
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