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A melamine-based covalent organic framework nanomaterial as a nanofiller in polyethersulfone mixed matrix membranes to improve separation and antifouling performance
Journal of Applied Polymer Science ( IF 2.7 ) Pub Date : 2021-07-22 , DOI: 10.1002/app.51428 Vahid Vatanpour 1, 2 , Shadi Paziresh 1
Journal of Applied Polymer Science ( IF 2.7 ) Pub Date : 2021-07-22 , DOI: 10.1002/app.51428 Vahid Vatanpour 1, 2 , Shadi Paziresh 1
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This research reported developing a polyethersulfone (PES) membrane using covalent organic frameworks (COFs) nanoparticle with a mean dimension of 30 nm. The SNW-1 (Schiff-based network) COF was synthesized using precursors of melamine and terephthalic acid and then characterized by XRD, SEM, TEM, and FTIR analyses. The influence of different loadings of the COF was evaluated on the permeability, antifouling behavior and dye/salt rejection. The addition of SNW-1 caused a reduction in surface roughness and an improvement in hydrophilicity of the nanocomposite membranes, which improved their flux and fouling resistance considerably. The improvement of water flux, 2.6 times, was observed by adding 0.5 wt% COF to the membrane matrix. The 0.5 wt% COF membrane presented the best water permeability, 38.9 L/m2 h bar BSA solution flux, dye rejection of 98.7% for Reactive Green 19 and 62.6% for Reactive yellow 39, 52.9% Na2SO4 and 24.5% NaCl salt rejections. Zeta potential and salt rejection trend indicated a negative surface charge on the nanocomposite membrane. Fouling experiments by BSA protein solution exhibited that the FRR reached 88.9% for 2 wt% COF membrane. Thus, employing SNW-1 into PES matrix resulted in a promising nanofiltration membrane for dye separation and moderate salt separation with suitable antifouling properties.
中文翻译：
三聚氰胺基共价有机骨架纳米材料作为聚醚砜混合基质膜中的纳米填料，以提高分离和防污性能
该研究报告了使用平均尺寸为 30 nm 的共价有机骨架 (COF) 纳米颗粒开发聚醚砜 (PES) 膜。SNW-1（基于席夫网络）COF 是使用三聚氰胺和对苯二甲酸的前体合成的，然后通过 XRD、SEM、TEM 和 FTIR 分析进行表征。评估了不同负载量的 COF 对渗透性、防污行为和染料/盐阻隔的影响。SNW-1 的加入降低了纳米复合膜的表面粗糙度和亲水性，从而显着提高了它们的通量和抗污染性。通过向膜基质中添加 0.5 wt% COF，观察到水通量提高了 2.6 倍。0.5 wt% COF 膜的透水性最好，为 38.9 L/m 2 h bar BSA 溶液通量，活性绿 19 的染料排斥率为 98.7%，活性黄 39 的染料排斥率为 62.6%，Na 2 SO 4和 NaCl 盐排斥率为52.9%和 24.5%。Zeta 电位和盐截留趋势表明纳米复合膜上带有负表面电荷。BSA 蛋白溶液的污染实验表明，对于 2 wt% COF 膜，FRR达到 88.9%。因此，将 SNW-1 用于 PES 基质中产生了一种有前途的纳滤膜，用于染料分离和适度的盐分离，具有合适的防污性能。
更新日期：2021-09-23
中文翻译：
三聚氰胺基共价有机骨架纳米材料作为聚醚砜混合基质膜中的纳米填料，以提高分离和防污性能
该研究报告了使用平均尺寸为 30 nm 的共价有机骨架 (COF) 纳米颗粒开发聚醚砜 (PES) 膜。SNW-1（基于席夫网络）COF 是使用三聚氰胺和对苯二甲酸的前体合成的，然后通过 XRD、SEM、TEM 和 FTIR 分析进行表征。评估了不同负载量的 COF 对渗透性、防污行为和染料/盐阻隔的影响。SNW-1 的加入降低了纳米复合膜的表面粗糙度和亲水性，从而显着提高了它们的通量和抗污染性。通过向膜基质中添加 0.5 wt% COF，观察到水通量提高了 2.6 倍。0.5 wt% COF 膜的透水性最好，为 38.9 L/m 2 h bar BSA 溶液通量，活性绿 19 的染料排斥率为 98.7%，活性黄 39 的染料排斥率为 62.6%，Na 2 SO 4和 NaCl 盐排斥率为52.9%和 24.5%。Zeta 电位和盐截留趋势表明纳米复合膜上带有负表面电荷。BSA 蛋白溶液的污染实验表明，对于 2 wt% COF 膜，FRR达到 88.9%。因此，将 SNW-1 用于 PES 基质中产生了一种有前途的纳滤膜，用于染料分离和适度的盐分离，具有合适的防污性能。
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