​哈工大邵路團隊:利用MOF的不穩定性構築新型復合納濾膜!

我國紡織印染業蓬勃發展,但其產生的廢水因污染物種類多、毒害大、分離難,會對環境造成巨大危害。與傳統的印染廢水處理工藝相比,納濾膜分離技術被認為是一種更高效、環保、低能耗的替代方法。雖然金屬有機骨架(MOF)已經在納濾膜的制備中受到關註,但MOF的不穩定性對分離膜的影響還有待進一步研究。

目前,哈爾濱工業大學教授、英國皇傢化學會會士邵路課題組另辟蹊徑,率先提出瞭一種犧牲策略構築高效納濾膜的新方法,並以“A de novo sacrificial-MOF strategy to construct enhanced-flux nanofiltration membranes for efficient dye removal”為題,發表在化工領域高影響力期刊“Chemical Engineering Science”上。哈工大化工與化學學院碩士生楊帆、留學生Hussain Sadam和博士生張艷秋為該論文共同第一作者。

​哈工大邵路團隊:利用MOF的不穩定性構築新型復合納濾膜!
圖為GA/sZIF-67/PPy復合納濾膜的合成過程

首先將ZIF-67 MOF納米粒子在多酚化合物沒食子酸(GA)的輔助下塗覆到聚酰亞胺(PI)多孔載體上,然後加入吡咯單體,在過硫酸銨(APS)的引發下進一步發生原位氧化聚合構築高性能GA/sZIF-67/PPy復合納濾膜。

​哈工大邵路團隊:利用MOF的不穩定性構築新型復合納濾膜!
圖為GA/sZIF-67/PPy復合納濾膜在不同合成階段的SEM圖

由於GA和二甲基咪唑(2-mim)與CO2+的競爭作用以及加入APS促進吡咯聚合後pH的降低導致Co-2-mim鍵斷裂,ZIF-67骨架加速水解,從而在選擇層創造瞭額外的水通道使GA/sZIF-67/PPy膜在保持截留率的前提下比原始聚吡咯(PPy)復合膜的通量提高瞭745%。此外,在長期測試中,聚吡咯,多酚和多孔載體之間的協同相互作用賦予膜優異的穩定性。這種以MOFs納米粒子為犧牲模板調控選擇層孔結構的路線可能會開辟一條制備高效復合納濾膜的新途徑。

文章信息:

A de novo sacrificial-MOF strategy to construct enhanced-flux nanofiltration membranes for efficient dye removal, Fan Yang, Hussain Sadam, Yanqiu Zhang, Jianzhong Xia, Xiaobin Yang, Jun Long, Songwei Li, Lu Shao*, Chemical Engineering Science 225 (2020) 115845

原文鏈接:

https://doi.org/10.1016/j.ces.2020.115845

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