20:20 2023-03-29
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Cum să îmbunătățim permeabilitatea la apă și performanța de respingere a membranelor RGO? Membranele RGO-MXene dau raspuns
_ Cum să îmbunătăți permeabilitatea apei și performanța de respingere a membranelor RGO? Membranele RGO-MXene dau răspuns
Tehnologia de separare a membranei a devenit una dintre cele mai eficiente metode de tratare a apei, datorită avantajelor sale de eficiență ridicată a separării, funcționare convenabilă și consum redus de energie. Membranele preparate din oxid de grafen (GO) au primit o atenție extinsă pentru permeabilitatea lor ridicată la apă, care este atribuită transportului rapid de apă în regiunile sp2 netede din punct de vedere atomic (regiuni neoxidate) ale canalelor membranare.
< /p>
Membranele cu oxid de grafen redus (RGO) sunt teoretic mai propice pentru transportul rapid al moleculelor de apă în canalele lor în comparație cu membranele cu oxid de grafen (GO), deoarece au mai puține grupe funcționale care conțin oxigen și mai multe neoxidate. regiuni.
Cu toate acestea, rezultatele experimentale din literatura de specialitate au indicat că membranele RGO prezintă în general permeabilități foarte scăzute la apă, chiar mai mici de 1,0 L/(m2·h·bar). Procesul de reducere de la GO la RGO poate scădea numărul de grupări funcționale de oxigen pe nanofoile RGO, astfel, membranele RGO prezintă o hidrofilitate mai slabă și o distanță mai îngustă între straturile.
În ciuda transportului rapid al moleculelor de apă în regiunile neoxidate. ale canalelor membranare RGO, canalele lor slab hidrofile și înguste ale membranei ar putea împiedica intrarea moleculelor de apă în canale, rezultând o permeabilitate mai scăzută a apei. În plus, reducerea grupelor funcționale de oxigen pe suprafața membranei RGO ar slăbi interacțiunile electrostatice dintre membrană și speciile încărcate, ceea ce ar putea scădea ratele de respingere pentru aceste specii încărcate.
Pentru a rezolva problema. că hidrofilitatea slabă a membranei RGO inhibă canalul de intrare a apei și duce la o permeabilitate scăzută la apă, Prof. Xie Quan de la Universitatea de Tehnologie Dalian și membrii echipei sale au construit membrane RGO intercalate cu MXene electroconductoare (RGO-MXene) cu canale reglate de umectare. prin intercalarea MXene în membrane RGO.
Acest studiu intitulat „Membrane electroconductoare RGO-MXene cu canale reglementate de umectabilitate: permeabilitate îmbunătățită la apă și performanță de respingere electro-îmbunătățită” este publicat online în Frontiers of Environmental Science & Engineering.< /p>
Echipa de cercetare a descoperit că membrana compozită RGO-MXene prezintă o permeabilitate ridicată la apă pură de 62,1 L/(m2·h·bar), de aproximativ 16,8 ori mai mare decât membrana RGO (3,7 L/(m2·h·) bar)). Rezultatele testelor de umectare și simulările de dinamică moleculară sugerează că permeabilitatea îmbunătățită a apei rezultă din umecbilitatea îmbunătățită a membranei RGO-MXene și rata crescută a moleculelor de apă care intră în canalele RGO-MXene.
Beneficiind de o bună conductivitate, RGO -Membrana MXene cu electro-asistență prezintă rate de respingere semnificativ crescute pentru coloranții încărcați negativ (de la 56,0% la 0 V la 91,4% la 2,0 V pentru Orange G) fără a scădea fluxul de permeat, care ar putea fi atribuit repulsiei electrostatice îmbunătățite sub electro- asistență.
În această lucrare, membranele electroconductoare RGO-MXene sunt preparate prin intercalarea MXene în membrane RGO. Udabilitatea membranei este reglată prin reglarea procentului de masă de MXene în membrana compozită. Caracteristicile de umectare și simulările dinamicii moleculare arată că umecbilitatea membranei și rata moleculelor de apă care intră în canalele membranei sunt factori importanți pentru îmbunătățirea fluxului de apă.
În plus, membrana RGO-MXene prezintă rate de respingere îmbunătățite pentru coloranții încărcați. sub electroasistență. Această lucrare este de așteptat să ofere o nouă perspectivă pentru cercetările viitoare privind construcția de noi structuri de canale membranare cu transport ridicat de apă și respingere a moleculelor.
Comentarii:
Adauga Comentariu