成人福利一区二区-极品美女一区-天堂va欧美va亚洲va老司机-日韩欧美一级片-天海翼av电影在线观看-午夜精品久久久99热福利-7777精品伊人久久久大香-偷片一区二区三区美女洗澡-激情av小说-97久久超碰-国产一区二区三精品久久久

首頁 | 國內行業信息 | 國外行業信息 | 國內政策 | 行業技術 | 企業動態 | 展會信息
  當前位置:首頁 > 行業技術 > 哈工大在水處理膜防污能力強化方向取得重要進展
哈工大在水處理膜防污能力強化方向取得重要進展
發布日期:2025/8/13 11:04:22
    近日,哈爾濱工業大學環境學院馬軍院士團隊在水處理膜防污能力強化方向取得重要進展,提出了利用超分子動態性強化“抵御—驅除”協同抗污染機制的策略,突破了常規協同抗污染機制依賴切向流和抑制膜通量的兩大弊端。相關研究成果以《超分子動態強化的協同抗污染機制用于提升膜的抗污染能力和滲透通量》(Supramolecular dynamics-enhanced synergistic antifouling mechanisms for enhanced membrane antifouling and permeability)為題發表在《自然通訊》(Nature Communications)上。這項研究為水處理膜在低能耗、高穩定性運行方面提供了新策略,在市政污水、工業廢水處理等領域具有重要應用前景。

    基于親水—低表面非均相微區的“抵御—驅除”協同抗污染機制在提高水處理膜穩定性與壽命方面具有優秀潛力,其中親水微區可結合水分子形成水合屏障,阻礙污染物向膜表面的遷移;低表面能微區能夠降低污染物與膜表面間的作用力,促進膜表面附著的污染物離去。然而,這一抗污染機制存在兩項弊端。其一,因水的跨膜傳輸會將污染物緊壓在膜表面,需要較高的切向流來促進污染物脫附。其二,低表面能組分易在膜過程中團聚并貼合在膜表面,阻塞水通道,使膜通量難以提升。

    針對上述問題,團隊提出使用超分子而非高分子在水處理膜表面構建抗污染層的策略。超分子為由聚二甲基硅氧烷(PDMS)和環糊精(CD)組成的聚輪烷。PDMS為低表面能線性大分子,CD是親水環狀小分子,CD-PDMS聚輪烷呈線穿環結構。CD可沿PDMS鏈滑動、旋轉和振動,形成相對動態親水-低表面能非均相微區。這一結構可使污染物與膜表面的接觸不穩定,輔以CD的布朗運動,能夠在低切向流,甚至靜態條件下有效驅除膜表面污染物。此外,還可防止低表面能組分團聚,并通過氫鍵作用攜帶并促進水分子傳輸。



圖為超分子結構與動態性模擬、表征。


    研究成果揭示了CD類型、CD/PDMS摩爾比-CD/PDMS聚輪烷動態性-膜綜合性能間的級聯關系,確定了最佳抗污染層結構。因γ-CD空腔大、柔性強,γ-CD/PDMS聚輪烷的動態性優于β-CD/PDMS聚輪烷。當CD和PDMS鏈節數量比為0.27~0.40時(CD完全覆蓋PDMS時該值為0.67),CD/PDMS聚輪烷動態性最強,此時單個CD動態性和CD數量的乘積最大。實驗結果表明,膜綜合性能在超分子抗污染層動態性最強時達到最高值,20℃下滲透通量500 LMH·bar-1,過濾BSA溶液通量衰減率14.2%,恢復率99.7%,且優秀抗污染效果普適于酵母菌、腐植酸、海藻酸鈉、乳化油等多種污染物,在松花江水、市政污水和魯奇爐煤氣化污水等實際水體的72小時錯流實驗中,也表現出了優越的穩定性,每個反洗周期(4小時)中衰減率僅為3%-7%,化學清洗后通量恢復率接近100%。反證實驗表明了超分子動態性是膜通量提升的關鍵因素,基于AFM的作用力測定和微量吸附實驗進一步證明了超分子動態性在膜抗污染能力強化方面的多重作用。團隊通過實驗和理論的相互驗證,為水處理膜抗污染能力強化提供了更多策略。



圖為超分子動態性對膜通量的影響規律和作用機制。



圖為超分子動態性對不同條件下膜抗污染能力的影響規律。

    哈工大為論文唯一通訊單位,環境學院賀明睿副教授為論文第一作者,呂東偉教授、馬軍院士為論文通訊作者。該研究得到國家重點研發計劃青年科學家項目、國家自然科學基金青年項目、中國博士后科學基金特別資助項目、城鄉水資源與水環境全國重點實驗室項目的支持。

    來源:哈爾濱工業大學 
特別聲明:本站轉載并注明自其它來源的內容,出于傳遞更多信息而非盈利之目的,同時并不代表贊成其觀點或證實其描述,內容僅供參考。版權歸原作者所有,若有侵權,請聯系我們刪除。電話:010-88372272 E-mail:1915838305@qq.com
最新資訊
阜新市主城區排水防澇能力實現歷史性躍升
北京密云檀新劉河工程年底將完工:解決區域
沈陽市治水固廢協同發力 以水環境綜合治理
“三水”已轉向統籌治理,監測跟上趟了嗎?
青島用水效率全國領先,7個區(市)實現國
湖南省人民政府辦公廳印發《關于加快推進“
加速“六張網”萬億基建布局,湖南2.1萬
黑龍江省水生態環境實現歷史性改善
蓄排并舉 建管并重 南京市棲霞區系統構建
生態環境部公開征求地下水污染防治重點區管
熱點資訊排行
1澳大利亞悉尼多個飲用水集水區檢出“永久性
2陽泉市財政局下達省級補助資金 支持城鎮排
3IE expo China 2025第二
4第26屆中國環博會——國際退役動力電池、
5第26屆中國環博會——國際沼氣與農業廢棄
6西安建大科研團隊在污水管道治理領域研究取
7哈工大在水處理膜防污能力強化方向取得重要
8從“卡脖子”到“金鑰匙” 大連開展入海河
9北京排水集團創新污水源熱泵技術 將城市污
10解鎖循環經濟密碼,開啟產業黃金市場 第2
關于我們 | 友情鏈接 | 法律聲明 | 聯系我們 | 廣告服務
Copyright © 2000-2022 www.ntmnjx.com.cn All Rights Reserved 水工業網互聯網站 經營證許可證編號:京ICP備2022032253號
京公網安備 11010802021286號