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膜室在耐氯聚酰胺反渗透膜研究方面取得研究进展

来源:科技发展处    更新时间:2020-09-24

   聚酰胺反渗透膜是当前膜法淡化工艺的核心元件。然而在其实际使用过程中,膜分离层易被给水中的活性氯基消杀剂所氧化,导致脱盐性能降低,产水水质变差。为克服前述弊端,一种可行的方法是在膜表面引入化学牺牲层令其与活性氯优先作用,从而抑制内层聚酰胺本体的氧化。
   膜室反渗透膜研发团队受生物体内源性抗氧化事件启发,以现知最强的天然抗氧化剂硫辛酸作为功能组分,商品化聚乙烯亚胺为介导组分,通过预组装——一步键合策略实现了对聚酰胺表层的修饰。修饰过程简便易行,所得产物无需复杂纯化,反应物绿色安全,且对膜材料的分离性能基本无影响。模拟加速氯化实验结果显示,在给定的活性氯剂量下,膜材料脱盐率损失仅为0.7%(修饰前为3%),水通量损失仅为17%(修饰前为31%)。通过对氯化膜表面特性进行表征,结合密度泛函理论计算结果,提出了修饰膜耐氯的双硫五元环功能单元串联氧化机制,其具有的超强本征氯捕获能力有效抑制了活性氯向聚酰胺内层的扩散,并在一定程度上克服了传统抗氯层易于氯化饱和的不足。研究工作发表于SCI期刊Journal of Membrane Science(Bioinspired chlorine-resistant tailoring for polyamide reverse osmosis membrane based on tandem oxidation of natural α-lipoic acid on the surface, 2020,DOI:10.1016/j.memsci.2020.118521)。
   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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