ES&T: Наномембрана со смешанным зарядом — инновация в очистке сточных вод

Исследовательская группа под руководством профессора Ван Иньхуа из Института технологического машиностроения Китайской академии наук недавно разработала инновационную нанофильтрационную мембрану со смешанным зарядом с горизонтальным распределением, предназначенную специально для очистки сточных вод.

Эта новая мембрана демонстрирует замечательные способности к проницанию солей и удержанию органических веществ, а также противообрастающие свойства, что делает ее особенно эффективной для очистки органических сточных вод с высоким содержанием солей.

Результаты исследования опубликованы в журнале Environmental Science & Technology.

Эффективное удаление органических загрязнений из сточных вод с высоким содержанием солей необходимо для восстановления ресурсов и достижения нулевого сброса. Хотя NF-мембраны эффективны при разделении органических соединений и моновалентных солей, они часто чрезмерно отбрасывают двухвалентные соли. Модификация зарядовых характеристик этих мембран может улучшить проницаемость солей, однако влияние пространственного распределения заряда на перенос солей изучено недостаточно хорошо.

Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали смешанную заряженную NF-мембрану с горизонтальным распределением заряда, используя уникальную комбинацию межфазной полимеризации, травления полиэфирного шаблона и индуцированной растворителем интеркаляции полиаминов.

Эта новая конфигурация заряда приводит к высокой плотности заряда и практически электронейтральной поверхности, которая облегчает проницаемость двухвалентных солей. Зависимая от размера модификация «plug-in» и ковалентная сшивка дополнительно уменьшают размер пор, усиливая отторжение мембраной малых органических молекул.

Кроме того, благодаря характерному распределению заряда и гладкой поверхности мембрана демонстрирует выдающиеся противообрастающие свойства по отношению к отрицательно и положительно заряженным загрязняющим веществам.

Наша мембрана достигает 58,6% проницаемости по соли и 68,7% по ХПК при очистке органических сточных вод с высоким содержанием солей — это одни из лучших результатов, описанных в литературе для NF-мембран, — говорит профессор Луо Цзяньцюань, автор исследования.

Этот прорыв предлагает многообещающие новые решения для очистки сточных вод с высоким содержанием солей, прокладывая путь к улучшенному восстановлению ресурсов и устойчивости в управлении сточными водами.

Ранее мы опубликовали 10 инноваций в сфере сбора и обработки сточных вод в 2025 году.

08.01.2025