Diagram över riktad beläggningsmodifiering på GO-membran (Bild av LI Sushuang)
Nanofiltration (NF) är en avancerad teknologi för rening av avloppsvatten som innehåller organiska mikroföroreningar (OMP).
Nyligen, en forskargrupp ledd av Prof. Wan Yinhua från Institute of Process Engineering (IPE) vid den kinesiska vetenskapsakademin utvecklade ett stabilt grafenoxid-nanofiltreringsmembran med enhetlig porstorlek för att avlägsna OMP.
Studien publicerades i Chemical Engineering Journal den 20 januari.
Den föreslår att man kombinerar signalförstärkningsstrategi och defektkemi för att minska membranets porstorleksfördelning, erbjuder därmed en lovande metod för att framställa högselektiva NF-membran.
Grafenoxid (GO) visar stor potential vid molekylär siktning för användning i NF. GO-membran framställs i allmänhet genom att stapla GO-nanoark på ett poröst stödskikt. Dock, användningen av GO-membran är begränsad på grund av deras låga stabilitet i vattenhaltiga miljöer.
Dessutom, stora defekter till följd av ojämn avsättning av GO-nanoark kan göra att membran har låg retentionskapacitet och kan också orsaka allvarlig membrannedsmutsning.
I sin studie, forskarna föreslog en riktad modifieringsstrategi för att samtidigt förbättra antifouling-kapaciteten hos GO-membran och reglera deras nanokanaler.
Järn(III)joner (Fe 3 + Tillsätts först till GO-lösningen för att framställa ett stabilt GO-membran (GO-Fe). "Den tillagda Fe 3 + kan förstärka signalen för defekterna på GO-Fe-membranet där större tvärgående defekter bildas på grund av den frånstötande interaktionen mellan de intilliggande GO-nanoskikten, " sa professor Luo Jianquan från IPE.
GO-Fe-membranytan modifieras därefter av ett målinriktat beläggningsskikt bestående av garvsyra-aminopropyltrietoxisilan (TA-APTES), och de större membrandefekterna med mer Fe 3 + lappas sedan av den tjockare TA-APTES-beläggningen. En sådan "fläckig" TA-APTES-beläggning kan samtidigt förbättra antifouling-kapaciteten och minska porstorleksfördelningen av Fe 3 + -medierat GO-membran.
"Jämfört med de kommersiellt tillgängliga polyamid NF-membranen, vårt GO-membran med målinriktad beläggning visar högre och mer stabila avslag på olika OMP, även vid långvarig drift, tvärflödesfiltrering eller under högt tryck, " sa prof. Luo.
