专栏名称: 高分子科学前沿
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高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2024-12-01 08:02
    

主要观点总结

本文报道了利用界面缩聚法大规模制造混合维聚酰胺膜的研究。该膜具有独特的NoN架构,由二维纳米膜表面生长的一维纳米管组成,显著增加了单位投影面积的有效水传输面积,使膜的水盐分离性能超越现有最先进的膜材料。文章详细描述了制造和表征过程,探讨了结构操控与形成机制,并评估了混合维聚酰胺膜的水净化性能。这种创新的结构和制造工艺为节能水净化膜的开发提供了新思路,在饮用水生产和市政及工业废水处理方面具有广阔的应用前景。

关键观点总结

关键观点1: 研究亮点

1. 开发出一种混合维聚酰胺膜,具有大面积的NoN结构,由二维纳米膜表面生长的一维纳米管组成。2. 显著增加了单位投影面积的有效水传输面积,使膜的水盐分离性能远超目前最先进的膜材料。3. 通过对照实验和分子动力学模拟,揭示了混合维聚酰胺膜的创新结构和制造机制。4. 混合维聚酰胺膜的水渗透性和选择性卓越,为节能水净化膜的开发提供了新思路。

关键观点2: 制造方法

采用界面缩聚法大规模制造混合维聚酰胺膜,通过控制支撑膜表面的亲水性和干燥时间,生成高度均匀、结构紧密的聚酰胺纳米管。

关键观点3: 性能特点

混合维聚酰胺膜具有出色的水渗透性和水盐选择性,其透水率高达~30.0 l m⁻² h⁻¹ bar⁻¹,是平板膜的四倍以上。此外,该膜还展现出优异的机械稳定性,能够承受高压过滤。

关键观点4: 应用前景

混合维聚酰胺膜在饮用水生产、市政及工业废水处理方面具有广阔的应用前景,其制造工艺可以使用卷对卷涂层轻松扩大规模。


文章预览

具有混合维度结构的纳滤膜 水安全是当今社会的重大挑战之一,为此需要开发高效节能的水净化技术。 纳滤(NF) 是一种新型压力驱动膜技术,以较低能耗高效去除多价离子和小分子有机物,广泛应用于饮用水生产、市政用水和工业废水处理。聚酰胺纳滤膜自20世纪70年代末以来一直是市场的主导产品,其薄膜复合结构由多孔支撑体和二维(2D)聚酰胺层组成,具有优异的渗透选择性。然而,尽管通过单体设计、纳米复合材料和制造工艺的改进取得了一定进展,聚酰胺膜的水渗透性仍然相对较低,限制了其更广泛的工业应用。近年来,纳米级图灵结构和皱纹表面等新设计虽扩大了过滤面积,但本质上仍是二维膜的演变。未来,需要开发颠覆性的新结构,以进一步提高分离性能,同时深入理解加工与结构之间的关系,为水净化领域提供创新解决方案 ………………………………

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