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茅台学院酿酒工程学院绿色酿造技术团队史天柱博士发表国际知名TOP期刊
2025-09-02 08:51   字号:[ ]  [关闭] 视力保护色:

近日,茅台学院酿酒工程学院绿色酿造技术团队史天柱博士(第一作者通讯作者)在国际知名TOP期刊《Separation and Purification Technology》(IF: 9.0,中科院2区)上发表了题为“Preparation of dioxime-modified sodium alginate/MXene composite membrane with different carbon chain backbone and study on separation performance for organic dyes and oily wastewater”的研究论文。

工业废水的组成相当复杂,有机染料、油类污染物等大多混合同时存在,不易被简单的手段分离现有的单一材料制备的膜材料并不能满足现有污染物的处理,存在稳定性差、选择性分离效果不佳等缺点。其中无机材料中的MXene相是一种新型的二维过渡金属碳/氮化物,结构与氧化石墨烯类似的纳米材料,对MXene相纳米层间距进行有效调控,增大层间距或改变MXene堆叠方式的方式,从而提高有效渗透通量和目标污染物的截留分离效果具有实际意义。

以聚偏氟乙烯(PVDF)膜为基底,三种不同碳链骨架二酰肼改性海藻酸钠分别与MXene相混合后通过KH550水解后交联进行二次改性制备出新型的酰肼改性海藻酸钠/MXene复合膜材料,通过不同碳链骨架二酰肼调控MXene相成膜后的层间距、提高通量和提升对污染物截留率。并采用SEMEDS-mappingFT-IRXPSAFM以及接触角等对膜材料进行结构和组成、亲疏水性、形貌和元素等分析;并应用于有机染料和含油废水的处理,并对分离截留过程机理进行研究分析。

考察不同KH550添加量制备DSA-AAD/MXeneDSA-TPDH/MXeneDSA-BDD/MXene膜材料与水接触角变化,测试其亲水疏油性能的变化,同时分别对CRMB和油水乳液混合物截留分离效果和。体积比0.2%KH550添加量制备的膜材料对污染物的截留分离效果最佳,对CR和油水乳液的截留率>99%,对MB的截留率>96%,其中DSA-AAD/MXene的层间距最小,纯水通量(957.96L m-2h-1)最小,但是对污染物的截留率是最高的。膜材料的重复使用性能稳定,在循环使用三次后,对染料和油水乳液的截留分离效果良好。DSA-AAD/MXeneDSA-TPDH/MXeneDSA-BDD/MXene的通量恢复率>70%,分离效率仍保持稳定。实验结果表明,三种膜材料的抗酸、抗碱、抗污和抗盐能力强。静态吸附实验证明复合膜材料对染料分子具有吸附作用;对中性分子葡萄糖的截留实验证明复合材料膜对染料和油水乳液均有分子筛分作用表明复合材料膜对污染物的截留分离机理是由吸附作用和分子筛分相互作用。