​哈工大邵路团队:利用MOF的不稳定性构筑新型复合纳滤膜!

我国纺织印染业蓬勃发展,但其产生的废水因污染物种类多、毒害大、分离难,会对环境造成巨大危害。与传统的印染废水处理工艺相比,纳滤膜分离技术被认为是一种更高效、环保、低能耗的替代方法。虽然金属有机骨架(MOF)已经在纳滤膜的制备中受到关注,但MOF的不稳定性对分离膜的影响还有待进一步研究。

目前,哈尔滨工业大学教授、英国皇家化学会会士邵路课题组另辟蹊径,率先提出了一种牺牲策略构筑高效纳滤膜的新方法,并以“A de novo sacrificial-MOF strategy to construct enhanced-flux nanofiltration membranes for efficient dye removal”为题,发表在化工领域高影响力期刊“Chemical Engineering Science”上。哈工大化工与化学学院硕士生杨帆、留学生Hussain Sadam和博士生张艳秋为该论文共同第一作者。

​哈工大邵路团队:利用MOF的不稳定性构筑新型复合纳滤膜!
图为GA/sZIF-67/PPy复合纳滤膜的合成过程

首先将ZIF-67 MOF纳米粒子在多酚化合物没食子酸(GA)的辅助下涂覆到聚酰亚胺(PI)多孔载体上,然后加入吡咯单体,在过硫酸铵(APS)的引发下进一步发生原位氧化聚合构筑高性能GA/sZIF-67/PPy复合纳滤膜。

​哈工大邵路团队:利用MOF的不稳定性构筑新型复合纳滤膜!
图为GA/sZIF-67/PPy复合纳滤膜在不同合成阶段的SEM图

 

由于GA和二甲基咪唑(2-mim)与CO2+的竞争作用以及加入APS促进吡咯聚合后pH的降低导致Co-2-mim键断裂,ZIF-67骨架加速水解,从而在选择层创造了额外的水通道使GA/sZIF-67/PPy膜在保持截留率的前提下比原始聚吡咯(PPy)复合膜的通量提高了745%。此外,在长期测试中,聚吡咯,多酚和多孔载体之间的协同相互作用赋予膜优异的稳定性。这种以MOFs纳米粒子为牺牲模板调控选择层孔结构的路线可能会开辟一条制备高效复合纳滤膜的新途径。

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

原文链接:

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

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