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磺化聚砜和水的预凝胶化,用于定制用于染料/盐选择性分离的聚醚砜超滤膜的形态和性能
Journal of Membrane Science ( IF 8.4 ) Pub Date : 2021-01-01 , DOI: 10.1016/j.memsci.2020.118746
Mengyang Hu , Zhenyu Cui , Shuqian Yang , Jiaye Li , Wenxiong Shi , Wei Zhang , Christine Matindi , Benqiao He , Kuanjun Fang , Jianxin Li

摘要 采用磺化聚砜 (SPSf) 和水作为添加剂,使用非溶剂诱导相分离 (NIPS) 调整聚醚砜 (PES) 超滤 (UF) 膜的形态和性能,以实现染料和盐的选择性分离。结果表明,PES/SPSf/DMAc 浇铸溶液(聚合物浓度 28 wt%)的粘度从 1900 mPa s 急剧增加到 2650 mPa s,因为加入了 H2O(7 wt%),这是由于形成了预凝胶。研究还表明,在 NIPS 过程中,PES 聚合物链比 SPSf 聚合物链固化和收缩得更快,导致 SPSf 的 –SO3- 基团覆盖 PES/SPSf 聚合物基体的表面。与原始 PES 膜(0.13 L/m2 h bar)相比,所得 PES/SPSf UF 膜具有优异的纯水渗透性(110.4 L/m2 h bar)。透水性的提高归因于SPSf和水的协同作用,增强了PES膜的表面孔径、顶面孔隙率和亲水性。同时,分子动力学(MD)模拟表明,H2O 可以减弱 PES 和 SPSf 链之间的相互作用,减缓相互扩散,有利于链的运动和有序排列。此外,PES/SPSf膜对伊文思蓝(EB)、考马斯亮蓝(BBR)、刚果红(CR)和酸性品红(AF)染料溶液(0.1 g/L)的截留率分别为99.0%、99.9%、99.2 % 和 90.1%,而 Na2SO4 截留率低于 5%。总之,这项工作提供了一种简单的途径来定制具有增强渗透性以及染料/盐混合物分离性能的 PES 膜。增强了PES膜的表面孔径、顶面孔隙率和亲水性。同时,分子动力学(MD)模拟表明,H2O 可以减弱 PES 和 SPSf 链之间的相互作用,减缓相互扩散,有利于链的运动和有序排列。此外,PES/SPSf膜对伊文思蓝(EB)、考马斯亮蓝(BBR)、刚果红(CR)和酸性品红(AF)染料溶液(0.1 g/L)的截留率分别为99.0%、99.9%、99.2 % 和 90.1%,而 Na2SO4 截留率低于 5%。总之,这项工作提供了一种简单的途径来定制具有增强渗透性以及染料/盐混合物分离性能的 PES 膜。增强了PES膜的表面孔径、顶面孔隙率和亲水性。同时,分子动力学(MD)模拟表明,H2O 可以减弱 PES 和 SPSf 链之间的相互作用,减缓相互扩散,有利于链的运动和有序排列。此外,PES/SPSf膜对伊文思蓝(EB)、考马斯亮蓝(BBR)、刚果红(CR)和酸性品红(AF)染料溶液(0.1 g/L)的截留率分别为99.0%、99.9%、99.2 % 和 90.1%,而 Na2SO4 截留率低于 5%。总之,这项工作提供了一种简单的途径来定制具有增强渗透性以及染料/盐混合物分离性能的 PES 膜。分子动力学 (MD) 模拟表明,H2O 可以削弱 PES 和 SPSf 链之间的相互作用并减缓相互扩散,有利于链的运动和有序排列。此外,PES/SPSf膜对伊文思蓝(EB)、考马斯亮蓝(BBR)、刚果红(CR)和酸性品红(AF)染料溶液(0.1 g/L)的截留率分别为99.0%、99.9%、99.2 % 和 90.1%,而 Na2SO4 截留率低于 5%。总之,这项工作提供了一种简单的途径来定制具有增强渗透性以及染料/盐混合物分离性能的 PES 膜。分子动力学 (MD) 模拟表明,H2O 可以削弱 PES 和 SPSf 链之间的相互作用并减缓相互扩散,有利于链的运动和有序排列。此外,PES/SPSf膜对伊文思蓝(EB)、考马斯亮蓝(BBR)、刚果红(CR)和酸性品红(AF)染料溶液(0.1 g/L)的截留率分别为99.0%、99.9%、99.2 % 和 90.1%,而 Na2SO4 截留率低于 5%。总之,这项工作提供了一种简单的途径来定制具有增强渗透性以及染料/盐混合物分离性能的 PES 膜。PES/SPSf 膜的刚果红 (CR) 和酸性品红 (AF) 染料溶液 (0.1 g/L) 分别为 99.0%、99.9%、99.2% 和 90.1%,而 Na2SO4 截留率小于 5%。总之,这项工作提供了一种简单的途径来定制具有增强渗透性以及染料/盐混合物分离性能的 PES 膜。PES/SPSf 膜的刚果红 (CR) 和酸性品红 (AF) 染料溶液 (0.1 g/L) 分别为 99.0%、99.9%、99.2% 和 90.1%,而 Na2SO4 截留率小于 5%。总之,这项工作提供了一种简单的途径来定制具有增强渗透性以及染料/盐混合物分离性能的 PES 膜。



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更新日期:2021-01-01
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