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科研动态

可用于多种污染物处理的全生物质静纺纤维膜

时间:2018/12/13 17:05:33   作者:未知   来源:实验室学习部   浏览:232   评论:0

随着人口的急剧增长和经济的快速发展,水污染已成为一个严重的问题,对生态环境以及人类的健康均产生了不可忽视的危害。不溶性油污和水溶性的有机物如染料、表面活性剂等是水体中主要的污染物。目前,大部分的材料只能去除单一的污染物。因此,能够可再生、快速、高效并同时去除混合污染物的新型分离材料在废水净化的实际应用中具有重要的意义。此外,在实际应用中另一个重要的问题是,目前绝大部分的废水净化分离材料来源于非生物基的化工原料,并且具有不可生物降解性,难以回收再利用,采用传统的填埋或者焚烧都会导致对于环境的二次污染和碳排放增加,进一步加剧环境压力。

针对以上问题,本室研究生康艳丽设计以聚乳酸(PLA)为基础的纳米纤维骨架,表面经过聚多巴胺(PDA)和β-环糊精(β-CD)化学修饰后制备了具有超亲水/水下高疏油的多功能分离膜。PLA具有良好的机械性能、无毒性、生物基来源和可生物降解等优点,是一种理想的可生物降解纳米纤维支架材料。在PLA表面包覆PDA,不仅可以提高纤维膜的亲水性,同时也赋予纤维粗糙的微纳米多级结构,从而大幅改善其抗污染能力。除此之外,由于PDA表面有丰富的含ON元素的基团,使其带有负电荷,可以实现对带相反电荷的水溶性有机污染物的吸附。将生物基的β-CD接枝到PDA包覆层上,不仅可以进一步提高其材料的亲水性,使其具有超亲水/水下高疏油的特性,同时还可以通过β-CD的主客体作用与PDA协同去除水溶性的有机污染物。通过以上方法制备得到的全生物基和可生物降解的亲水性膜被应用于油水乳液分离,其分离效率可以达到99.5%以上,通量可以达到1500 L·m-2·h-1。此外,这种纤维膜可以采用过滤的形式对阳离子型的水溶性污染物(甲基蓝染料)快速高效的去除,分离效率达到98%以上,达到了灌溉用水及牲畜用水的标准。与此同时,纤维膜还表现出优异的结构稳定性和可重复使用性,经过简单的清洗后即可回复到初始的通量与分离效率,实现多次循环再利用。

 

 

可用于多种污染物处理的全生物质静纺纤维膜

 

 

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