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Aug 17, 2023

研究者らは新しい防汚ナノフィルを開発

中国科学院本部の画像: 防汚ナノ濾過膜のポリアミド層を再形成するための高分子電解質のイオン液体誘起深部グラフト化 詳細を見る クレジット: LIU による画像

中国科学院本部

画像: イオン液体による高分子電解質の深部グラフト化による防汚ナノ濾過膜のポリアミド層の再形成もっと見る

クレジット: 画像提供: LIU Lulu

中国科学院プロセス工学研究所（IPE）のワン・インホア教授率いる研究グループは、ナノ濾過（NF）における高い分離選択性と強力な耐汚染性を達成することを目的とした、新しい修飾後戦略を提案した。膜。 この戦略には、イオン液体 (IL) によって誘発されるポリアミドの膨潤再配列が含まれており、これにより高分子電解質の深いグラフト化が促進されます。 この研究はAIChEジャーナルに掲載された。

NF は、水の浄化と資源回収のための有望な低エネルギー分離プロセスです。 しかし、膜表面や細孔内に物質が蓄積することを指す膜ファウリングは、実用化において依然として問題となっています。 これにより、膜貫通抵抗の増加、透過流束の減少、分離選択性の変化が引き起こされ、生成される水の品質低下につながる可能性があります。

ポストグラフトは、親水性と帯電特性を調整することで NF 膜を修飾し、汚れの傾向を軽減するために一般的に使用されています。 しかし、表面グラフト化は多くの場合、細孔の大幅な狭窄または閉塞をもたらし、透過性の損失につながります。 さらに、一価に帯電した表面は、異なる電荷を持つ混合汚染物質に抵抗するのに苦労します。

「私たちの戦略では、イオン液体（IL）-エタノール（EtOH）を使用してポリエチレンイミン（PEI）の深いグラフト化を誘導し、ポリアミド層を再配置して、NF膜の表面と開口部の特性を改善しました」とWAN教授は説明しました。 。

提案されたシステムは、ポリアミド層に対する IL の強い親和性と EtOH の低い拡散立体障害を利用して、ポリアミドの膨潤を誘導し、PEI の深いグラフト化を達成しました。 これにより、より大きな細孔をターゲットに充填することも可能になり、細孔サイズの分布がより狭くなります。 アミノ基の深いグラフト化により、ポリアミド層は親水性が高く、電荷がほぼ中性になり、疎水性高分子や混合荷電分子に対する優れた防汚能力が維持されます。

さらに、NF 膜は、コークス化廃水と糖蜜でそれぞれテストした場合、顕著な長期防汚性と分離選択性の安定性を実証しました。 性能はNF270と同等でした。

この研究の責任著者であるLUO Jianquan教授は、「この研究は、ILによる高分子電解質の深いグラフト化を利用して、NF膜の防汚性能を向上させる可能性を強調している。これは、グラフト挙動における溶媒特性の重要性を強調するものである」と述べた。廃水処理と資源回収のための高度な NF 膜の製造のための多用途プラットフォームを提供します。」

AIChEジャーナル

10.1002/aic.18204

イオン液体による高分子電解質の深層グラフトによる防汚ナノ濾過膜のポリアミド層の再形成

2023 年 8 月 10 日

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