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用于从水中分离 PFAS 和有机物的双功能纳滤和吸附膜
ACS ES&T Water ( IF 4.8 ) Pub Date : 2022-04-08 , DOI: 10.1021/acsestwater.2c00043
Francisco Léniz-Pizarro 1 , Ronald J Vogler 1 , Phillip Sandman 1 , Natalie Harris 1 , Lindell E Ormsbee 2 , Chunqing Liu 3 , Dibakar Bhattacharyya 1
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与全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 的水分离技术相关的挑战需要通过对分离机制的正确理解来支持高效和可持续的工艺。将 pH 值接近膜等电点时纳滤 (NF) 的溶质截留率与这些化合物在电离状态下的尺寸和传质依赖性模型截留率进行了比较。我们发现全氟辛酸 (PFOA) 的低 p K a值与通过最大限度地减少质子化有机化合物的存在和分配到膜域中来增强溶质排除有关。 Donnan 排除的效果是中等的,并且共离子传输也有助于提高 PFAS 的剔除率。具有热响应(通过水渗透变化量化)吸附/解吸特性的附加支撑屏障可以增强 PFAS 的分离。这是通过在聚 N-异丙基丙烯酰胺 (PNIPAm) 孔功能化微滤支撑结构顶部成功合成 NF 层而实现的。支撑层吸附有机物(平衡浓度为 70 mg/L 时,每 m 2膜吸附 178 mg PFOA),同时从 NF 层中排除,可以从含有 70 μg/L 的溶液中分离出 PFOA 和较小尺寸的七氟丁酸这些化合物在 7 bar、100 L/m 2 -h 的高水通量下。
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