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会员动态 南京理工大学:聚酯膜挑战聚酰胺膜,用于高性能反渗透海水淡化
南京理工大学:聚酯膜挑战聚酰胺膜,用于高性能反渗透海水淡化
  发布日期:2024-04-24

近半个世纪以来,薄膜复合反渗透膜一直是海水淡化和水净化的黄金标准技术。聚酰胺薄膜复合逆渗透(TFC-RO)膜因其优异的分离效率已成为海水淡化和废水回用的首选技术。这些膜通过界面聚合法制备,但此法会造成膜表面粗糙,易吸附污染物。尽管氧化剂可减少生物污染,但聚酰胺膜在氯存在下易受损。因此,工业水处理需通过昂贵的预处理步骤(如混凝、添加防结垢剂、消毒和除氯)来保护膜。近期尽管出现了耐污染和耐氯膜,但其淡化性能不如聚酰胺膜。一种特例是在PES基材上形成的聚酯选择性层,显示出良好的耐氯性和淡化能力,但在pH 8.0以上易水解。开发能避免预处理的坚韧膜将显著降低淡化成本和环境影响。

为了解决这些问题南京理工大学张轩教授课题组、东北师范大学王宪泽副教授和耶鲁大学Menachem Elimelech教授采用共溶剂辅助界面聚合法,使 3,5-二羟基-4-甲基苯甲酸与三甲酰氯发生反应,从分子角度设计了一种聚酯薄膜复合反渗透膜。这种聚酯膜具有很强的透水性,对氯化钠和硼有很高的抵制作用,并且完全耐氯。与聚酰胺膜相比,超光滑、低能耗的膜表面还能防止污垢和矿物结垢。这些膜通过进一步优化水-盐选择性,为大大减少海水淡化的预处理步骤提供了一条途径,从而对聚酰胺膜构成越来越大的挑战。相关成果以“More resilient polyester membranes for high-performance reverse osmosis desalination”为题发表在《Science》上。

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