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我院反滲透膜研究新進展—功能化氧化石墨烯實現反滲透膜大通量、高脫鹽特性
反滲透膜技術作為脫鹽的核心技術,在苦咸水和海水淡化、超純水制備、污水回水等領域具有廣泛應用前景,但其滲透性-選擇性之間的“trade-off”效應仍是限制反滲透技術發展的一大挑戰。氧化石墨烯(GO)作為石墨烯的衍生物,表面具有豐富的官能團、高的比表面積、優越的力學能力和熱穩定性,在膜技術的發展中引起了人們的廣泛關注。然而在界面聚合過程中將GO納米材料嵌入到聚酰胺層也存在一些困難,親水性納米材料在酰氯有機相中的分散性差或納米材料在胺的水溶液中容易損失。
基于此,為解決 GO 納米粒子在有機物中分散和膜滲透性-選擇性相互制約問題,技術研究院武少禹博士、河海大學張建峰課題組和江蘇省非常規水源開發及利用工程技術研究中心楊彥副研究員共同展開研究。該工作以題目為“巰基接枝氧化石墨烯/聚酰胺復合膜制備及反滲透脫鹽性能”發表在《復合材料學報》(“中國科技期刊行動計劃”入選期刊)上。
論文鏈接:
https://doi.org/10.13801/j.cnki.fhclxb.20201030.008
研究采取GO表面接枝巰基官能團實現功能化(GO-SH)后在界面聚合過程摻入到聚酰胺的方法,實現水通量的大幅提升及高水平脫鹽率的保持。
本研究復合膜與商業反滲透膜脫鹽率和水通量的比較。
參數優化后復合膜水通量可達48 L m-2 h-1,脫鹽率99.6%,相較于本實驗接枝前納米材料復合的聚酰胺膜分別提高30%和2.54%。表面功能化的氧化石墨烯有效地解決了無機納米粒子和有機聚合物的相容性,提高膜脫鹽性能,有望進一步降低反滲透項目的運行成本。