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Ceramic supported attapulgite-graphene oxide composite membrane for efficient removal of heavy metal contamination
Journal of Membrane Science ( IF 8.4 ) Pub Date : 2019-12-01 , DOI: 10.1016/j.memsci.2019.117323 Wei Liu , Danjun Wang , Razium Ali Soomro , Feng Fu , Ning Qiao , Yun Yu , Ran Wang , Bin Xu
Journal of Membrane Science ( IF 8.4 ) Pub Date : 2019-12-01 , DOI: 10.1016/j.memsci.2019.117323 Wei Liu , Danjun Wang , Razium Ali Soomro , Feng Fu , Ning Qiao , Yun Yu , Ran Wang , Bin Xu
Abstract Ceramic supported graphene oxide (GO)/Attapulgite (ATP) composite membrane (GOA) was simply prepared by vacuum filtration for efficient removal of heavy metal contamination. The ATP nanorods were incorporated within the laminar layers of GO, influencing the interlayer distance and facilitating greater number of channels for enhanced water transportation. The GOA possessed greater surface wettability with improved water flux rate of 6.3 L m−2 h−1 compared to 0.4 L m−2 h−1 measured for its pristine counter-part. The GOA demonstrated excellent rejection efficiency (nearly 100%) for heavy metal ions such as Cu2+, Ni2+, Pb2+ and Cd2+. The excellent separation efficiency of GOA could be ascribed to the synergic combination of size exclusion effect based on the formation of 3D network structures between the GO layers and increased electrostatic interaction in between the negatively charged surface moieties of GOA and heavy metal ions. More importantly, the use of Al2O3 as a support substrate resulted in improved stability and allowed extended usage of the membrane for a period of 3500 min while maintaining 99% rejection efficiency for Cu2+ ions. The high flux rate, great water stability and prominent rejection capability of the designed membrane is suggestive of its practical application in removal of heavy metal contamination from water.
中文翻译:
陶瓷负载的凹凸棒石-氧化石墨烯复合膜有效去除重金属污染
摘要 通过真空过滤简单地制备了陶瓷负载的氧化石墨烯(GO)/凹凸棒石(ATP)复合膜(GOA),以有效去除重金属污染。ATP 纳米棒被结合在 GO 的层状层中,影响层间距离并促进更多数量的通道以增强水运输。GOA 具有更大的表面润湿性,其水通量率提高了 6.3 L m-2 h-1,而其原始对应物的测量值为 0.4 L m-2 h-1。GOA 对 Cu2+、Ni2+、Pb2+ 和 Cd2+ 等重金属离子表现出出色的去除效率(接近 100%)。GOA 优异的分离效率可归因于基于 GO 层之间形成 3D 网络结构的尺寸排阻效应的协同组合,以及 GOA 带负电荷的表面部分与重金属离子之间增加的静电相互作用。更重要的是,使用 Al2O3 作为支撑基底提高了稳定性,并允许膜的使用时间延长 3500 分钟,同时保持 99% 的 Cu2+ 离子截留率。所设计的膜的高通量率、良好的水稳定性和显着的截留能力表明其在去除水中重金属污染方面的实际应用。使用 Al2O3 作为支撑基材提高了稳定性,并允许膜的使用时间延长 3500 分钟,同时保持 99% 的 Cu2+ 离子截留率。所设计的膜的高通量率、良好的水稳定性和显着的截留能力表明其在去除水中重金属污染方面的实际应用。使用 Al2O3 作为支撑基底提高了稳定性,并允许膜的使用时间延长 3500 分钟,同时保持 99% 的 Cu2+ 离子截留率。所设计的膜的高通量率、良好的水稳定性和显着的截留能力表明其在去除水中重金属污染方面的实际应用。
更新日期:2019-12-01
中文翻译:
陶瓷负载的凹凸棒石-氧化石墨烯复合膜有效去除重金属污染
摘要 通过真空过滤简单地制备了陶瓷负载的氧化石墨烯(GO)/凹凸棒石(ATP)复合膜(GOA),以有效去除重金属污染。ATP 纳米棒被结合在 GO 的层状层中,影响层间距离并促进更多数量的通道以增强水运输。GOA 具有更大的表面润湿性,其水通量率提高了 6.3 L m-2 h-1,而其原始对应物的测量值为 0.4 L m-2 h-1。GOA 对 Cu2+、Ni2+、Pb2+ 和 Cd2+ 等重金属离子表现出出色的去除效率(接近 100%)。GOA 优异的分离效率可归因于基于 GO 层之间形成 3D 网络结构的尺寸排阻效应的协同组合,以及 GOA 带负电荷的表面部分与重金属离子之间增加的静电相互作用。更重要的是,使用 Al2O3 作为支撑基底提高了稳定性,并允许膜的使用时间延长 3500 分钟,同时保持 99% 的 Cu2+ 离子截留率。所设计的膜的高通量率、良好的水稳定性和显着的截留能力表明其在去除水中重金属污染方面的实际应用。使用 Al2O3 作为支撑基材提高了稳定性,并允许膜的使用时间延长 3500 分钟,同时保持 99% 的 Cu2+ 离子截留率。所设计的膜的高通量率、良好的水稳定性和显着的截留能力表明其在去除水中重金属污染方面的实际应用。使用 Al2O3 作为支撑基底提高了稳定性,并允许膜的使用时间延长 3500 分钟,同时保持 99% 的 Cu2+ 离子截留率。所设计的膜的高通量率、良好的水稳定性和显着的截留能力表明其在去除水中重金属污染方面的实际应用。