硕士研究生吴之涛在膜领域权威刊物Journal of Membrane Science发表研究论文
发布时间:2020-05-13 浏览次数:

   

近日,我院2017级硕士研究生吴之涛同学在氧化石墨烯纳滤膜领域取得新研究进展,相关研究成果以“Preparation of glycine mediated graphene oxide/g-C3N4 lamellar membranes for nanofiltration”为题在线发表于《Journal of Membrane Science》期刊(SCI一区,膜科学专业Top期刊,当前影响因子7.02)。

清洁水资源对人类的生命和健康至关重要,但每年大量工业废水排放,使人类不得不面对水资源的污染和短缺带来的压力。因此,分离和纯化废水是解决水资源不足的有效方法之一。纳滤膜技术以其能耗低、操作方便、环保等优点被广泛研究用于纯化饮用水和废水处理领域中。虽然目前已经开发大量用于废水处理的纳滤膜,但往往随着膜通量的升高,分离选择性急剧下降。近年来,氧化石墨烯(GO)以其高亲水性、高比表面积以及高机械强度等特性被用于纳滤膜分离领域中。GO纳米片通过简单的自组装,可控制膜通量和选择性之间的平衡,获得满足工业需求的纳滤膜,从而逐渐成为人们的研究焦点。但到目前为止,获得高通量高截留率的纳滤膜仍然是一个巨大的挑战。

在本研究中,将小分子化合物甘氨酸(Glycine)酰胺功能化GO,以改变GO层间结构,随后加入g-C3N4纳米片以调节GO膜的二维纳米通道尺寸,最后通过真空抽滤的方法得到Gly-GO/g-C3N4复合膜。通过纯水渗透实验结果表明,制备的Gly-GO/g-C3N4复合膜具有207 L h−1 m−2 bar−1的高通量。当复合膜使用分子量10000HPEI进行表面修饰后用于分离纯化染料水溶液时,可以发现该膜对不同分子量的染料皆有优异的分离效果,并且分离效果在不同染料浓度和pH值的条件下依然较好的保持。此外,对复合膜的长期稳定性进行研究发现,在长达40 h的测试周期内,复合纳滤膜在一直保持着90-93%的截留率的同时,渗透通量可达43.2 L h−1 m−2 bar−1。这表明,通过结合非共价修饰和共价修饰的方法,克服了纳滤膜的固有缺陷,成功制备了具有高选择性高通量的纳滤膜。

该研究工作由周树锋教授、花丹副教授、詹国武教授共同指导完成,得到华侨大学科研启动基金、国家自然科学基金、福建省自然科学基金以及华侨大学研究生科研创新项目的资助。

全文论文链:https://doi.org/10.1016/j.memsci.2020.117948