400-823-0080
info@biofabrication.cn     
当前位置: 主页 > 动态资讯 > 学术动态 > 尼龙6/ZnO NPs电纺膜的制备及其在油水分离中的应用

尼龙6/ZnO NPs电纺膜的制备及其在油水分离中的应用

学术动态    2022-07-18 17:21

DOI: 10.1016/j.seppur.2022.121578

 

由于膜污染严重且分离效率低,使用膜分离含油废水是一个很大的挑战。在此,研究者首次通过静电纺丝技术在一N6支撑层上制备了混合ZnO纳米颗粒的尼龙6(N6)膜。其中N6层增强了机械强度,而ZnO NPs在N6膜上形成了强大的屏障以减少膜孔堵塞。由亲水性ZnO NPs在电纺尼龙6纤维基质结构上形成的微米孔径膜有助于提高膜的亲水性和抗污染性。当使用0.1%v/v油/水液体时,电纺膜中ZnO NPs和N6的最佳用量分别为2.5和40wt%,在3小时内可实现215.14LMH/bar的理想比通量。含ZnO NPs的N6膜也表现出优异的防污性能,通量恢复率为52.5%,水通量为405.6LMH/bar,远优于原始N6膜,这表明本研究开发的微滤膜具有合理的抗污染能力,可确保较高的排水水质,并且制备的N6/ZnO NPs膜在处理含油废水方面是切实可行的。

 

图1.(a)通过静电纺丝技术合成掺有ZnO NPs的N6双层膜,(b)示意图显示了添加ZnO NPs的N6膜的防污机理以及使用M2膜的渗透水质。

 

图2.用于油水分离的错流微滤系统示意图。

 

图3.N6膜和不同ZnO NPs含量下制备的膜的应力-应变曲线。

 

图4.N6/ZnO NPs膜、N6膜、N6颗粒和纳米ZnO粉末的XRD图。

 

图5.由(a)42wt%N6、(b)40wt%N6+5wt%ZnO、(c)40wt%N6+2.5wt%ZnO、(d)40wt%N6+1.25wt%ZnO和(e)40wt%N6+0.5wt%ZnO制备的N6/ZnO NPs膜的SEM图像。

 

图6.不同氧化锌含量的N6膜的SEM照片和EDS光谱:(a)M1膜,(b)M2膜,(c)M3膜和(d)M4膜。

 

图7.由ATR-FTIR光谱得出N6和N6/ZnO NPs膜的波长。

 

图8.在不同油浓度(0.1、0.5、1.25和2.5%v/v)的进料溶液条件下,含0.5wt%ZnO NPs的N6膜(M1膜)的比通量。

 

图9.在固定油浓度为2.5%v/v的进料溶液条件下,不同ZnO NPs含量(0.5、1.25、2.5和5wt%)的N6膜的比通量。

 

图10.膜清洗后N6/ZnO NPs的渗透通量恢复率。