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南京大學張煒銘教授課題組在多功能雜化超濾膜水處理領域取得新進展

發布日期:2018-12-13 17:15:12 發布人:中國聚合物網 瀏覽次數:769

工業尾水的深度處理長久以來一直是研究的熱點和難點問題。由于其具有污染物濃度低、組分多,水質條件復雜、波動性大等特點,通過傳統的單一處理單元很難實現水中多種污染物的同步去除。因此,迫切需要研制一種能夠同步去除水中多種低濃度量污染物的新型處理材料。

南京大學“環境功能材料與污染控制”團隊張煒銘教授課題組整合了MOFs材料對水中污染物高效吸附效果和高催化氧化活性的特點,研制了一種基于MIL-53(Fe)的MIL-PVDF雜化多功能超濾膜,用于水中不同污染物同步吸附、催化及過濾的高效去除。傳統的多功能雜化膜面臨著負載量和超濾性能之間的“平衡”問題。為提高吸附或催化氧化的處理效果,一般需要較高的功能顆粒負載量。但過高的負載量會導致顆粒團聚和膜中大孔的形成,進而影響雜化膜的超濾效果。因此,為了保證膜的超濾效果,雜化顆粒的負載量一般保持在10%以下。而本研究通過顆粒預分散、蒸發溶劑、熱致相轉化等一系列手段,制備了功能顆粒(MIL-53(Fe)顆粒)負載量超過60%的超高MOF負載量的MIL-PVDF多功能超濾雜化膜?;谄涑叩念w粒負載量及其同步吸附催化性能,該雜化膜可實現對水溶液中亞甲基藍的高效去除。同時,由于制備過程中的孔洞尺寸限制手段,該雜化膜同時具有較好的超濾性能,可以實現對牛血清蛋白的高效截留。此外,由于MIL-53(Fe)顆粒的親水性,雜化過程中孔道的形成,以及膜表面粗糙度的提升,該雜化膜同樣具有較高的水通量。

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本研究還對該多功能雜化超濾膜的去污機理進行了研究,探明了吸附和催化氧化之間的關系,明確了同步吸附催化氧化、超濾的去污作用機制。研究成果以題為"Simultaneous adsorption and catalytic oxidation of methylene blue by MIL-PVDF blend ultrafiltration membranes with ultrahigh MOF loading "的論文發表,被"Journal of Hazardous Materials"正式接收。博士生任逸同學為該論文第一作者,張煒銘教授為通訊作者。本研究得到了國家重點研發計劃-政府間國際科技創新合作重點專項和江蘇省重點研發計劃(社會發展)的資助。


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