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采用水性电喷雾法制备具有优异防污和耐氯性能

公司新闻    2021-09-22 16:09

DOI: 10.1016/j.memsci.2021.119385

 

采用绿色可持续策略制备具有优良防污和耐氯性能的纳滤膜是近年来的研究热点之一。采用水电喷雾法制备了聚乙烯醇/聚多巴胺复合纳滤膜。交联聚乙烯醇有利于亲水性和防污表面,而合并的聚多巴胺由于其更大的空间结构显著提高膜透性。同时,聚乙烯醇和聚多巴胺之间的氢键促进了相容性。制成的C-M2膜具有优异的防污性能,总通量下降率低(FDR = 6.1%)和高通量回收率(FRR = 98.9%),优于商用NF270膜(FDR = 10.7%,FRR = 96.6) %)。更重要的是,由于不存在基于聚酰胺的膜(例如,NF270和NF90)中常见的对氯敏感的酰基羰基结构,因此C-M2膜表现出优异的耐氯性。通常,提出了一种水性电喷雾策略来制造具有增强的防污性和耐氯性的纳滤膜。

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图1 PVA/PDA复合纳滤膜制备工艺示意图。

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图2 采用0.5 g/L (a)、1.0 g/L (b)和2.0 g/L (c)对PVA膜进行扫描电镜观察。

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图3.不同膜的表面(a–f)和横截面(a'-f')SEM图像以及相应的AFM图像(a'-f'')。图像a-f和a'-f'中的比例尺分别为1μm和500 nm。

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图4.使用不同的电喷雾时间(a:2小时; b:4小时; c:6小时和d:8小时)制造的C-M2膜的横截面SEM图像。电喷雾时间与膜厚度(e)之间的关系。不同膜的纯净水渗透率(f)。

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图5 不同膜的ATR-FTIR (a)和XPS (b)宽扫描光谱。

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图6.不同膜的纯水渗透率(a)和水接触角(b)。C-M0(c)和C-M2(d)膜的TEM图像。

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图7.不同膜(a)和C PDA膜(b)的排斥性能。C-M0和C-M2膜的分子量截止特性(c)。不同膜的Zeta电位特性(d)。

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图8 以腐殖酸为模型污染物的不同膜的防污性能(a) C-M2膜的长期分离性能(b)。

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图9.在不同氯暴露条件下膜的归一化通量(a)和Na2SO4截留率(b)。在pH为4.0的氯暴露前后,膜的ATR-FTIR光谱(c:NF270和NF90; d:C-M0和C-M2)。