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【亮点成果】先进膜材料与过程团队在《Journal of Membrane Science》期刊发表最新研究成果

作者: 时间:2021-07-21 点击数:

    近日,淮阴师范学院先进膜材料与过程团队联合培养硕士研究生范兆如以第一作者在《Journal of Membrane Science》(膜科学)期刊上发表题为“A novel ceramic microfiltration membrane fabricated by anthuriumandraeanum-like attapulgite nanofibers for high-efficiency oil-in-water emulsions separation”的论文,该研究得到了国家自然科学基金面上项目的支持。Journal of Membrane Science期刊是中国科学院文献情报中心期刊分区的工程技术类顶级刊物,该刊位于SCI工程技术大类的一区。

 

    超润湿膜材料依靠其表面的微纳粗糙结构及特殊的润湿性质破坏乳液的稳定性,实现油水乳液高效分离。从原理上来讲,无论膜层具有超亲油还是超亲水特性均可处理油水混合体系,但是由于超亲油膜具有优异亲油性,导致膜表面易被油相污染,难以清洗,膜性能急剧下降,重复利用率差,制备成本增加。而具有超亲水性质的膜往往具有水下超疏油的性质,当膜表面与油水混合体系接触时,膜表面首先被水浸润,并形成一层水合层,即“水-固复合界面”,该界面能够有效隔绝油滴接触膜面,同时油-膜界面具有较低的黏附力,使膜面不易被污染且通过简单清洗即可去除表面杂质。因此,超亲水/水下超疏油膜更适合处理油水混合体系,另外,我们当前所面临的困境通常都是含油废水的处理,即:“水包油”体系,所以该膜在油水混合体系的分离中具有无可比拟的优势,引起了越来越多国内外研究者的关注。

    本研究立足于凹凸棒石黏土特色资源的高效开发利用,基于凹凸棒石自身的纳米结构和表面特性构筑超浸润油水分离膜。采用热分解法在凹凸棒石棒晶表面固载单分散的磁性四氧化三铁纳米粒子,利用凹凸棒石表面四氧化三铁纳米颗粒形成的微纳结构和亲水特性构建具有超亲水/水下超疏油特性的分离膜层。考察了制膜液体积、固含量及其表面微纳结构等对分离膜结构和性能的影响。结果表明,磁性凹凸棒石纳米棒晶在支撑体上形成的分离膜层 ( MATP ),水接触角接近0°,水下油接触角高达167±1°。当制膜液固含量为0.5 %,制膜液体积为0.5 ml时,微滤膜具有较高的纯水通量 ( 1155.9 L/(m2·h) ),同时对乳化油的化学耗氧量 ( COD ) 截留率高达98.70 %,经简单的清洗之后通量恢复率达到86.48 %,展现了良好的超亲水/水下超疏油及抗油污染性能。

     文章链接:https://doi.org/10.1016/j.memsci.2021.119291

 


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