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膜室在聚酰胺反渗透膜功能化改性方面取得科研进展

来源:科技发展处    更新时间:2020-05-07

   聚酰胺反渗透膜是当前膜法水处理工艺的主流元件,但由于其核心分离层为疏水全芳香结构,使膜材料在实际使用过程中极易被污染物粘附,导致通量下降。另外,分离层易被料液中常用的活性氯基消毒剂氧化降解,进而逐渐丧失对无机盐的截留能力。通过对聚酰胺表面进行修饰,在强化表面亲水性的同时掩蔽氯敏感位点,可有效提升反渗透膜材料的耐久性,从而降低系统维护成本。
   膜室张潇泰博士及所在反渗透膜研发团队以廉价易得的天然多肽——ε-聚赖氨酸(ε-poly-L-lysine)作为功能成分,通过一步化学键合实现了对聚酰胺表层的修饰。修饰膜表面亲水性相比原膜大幅提升,有效抑制了污染物在表层的沉积,模拟动态污染后通量损失显著低于原膜。同时,多肽修饰层中的脂肪酰胺键作为牺牲单元可削弱活性氯向内层的扩散,减缓聚酰胺本体的氧化过程,膜片经3000 ppm•h静态加速氯化后截留率损失小于0.5%。本研究采用单一功能组分实现膜表面抗污/耐氯双功能兼容,制备过程简单,且修饰过程对膜材料的本征选择渗透性无负面影响。研究工作发表于工程技术类一区期刊Journal of Membrane Science(Facile dual-functionalization of polyamide reverse osmosis membrane by a natural polypeptide to improve the antifouling and chlorine-resistant properties, 2020, 604, 118044)。
   上述工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金青年项目和所基金项目的支持。


 


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