科学家开发出了以创纪录的速度净化水的新型膜

知新了了 2024-08-15 15:37:35

新方法大大提高了膜生产的速度和效率,为解决水净化问题提供了有希望的解决方案。

纽约大学阿布扎比分校(NYUAD)的一个研究小组开发了一种新方法,利用微波技术更容易合成和微调一种新型膜,这种膜可以有效地净化水中的各种污染物。膜合成技术只需几分钟,使其成为制造共价有机框架(COF)膜的最快方法之一。这些膜在设计用于清除特定污染物的污染水的设备中充当过滤器,允许其在不同的应用中重复使用 —— 在一个受到水资源短缺威胁的世界中,高效的废水处理变得至关重要的时候,这是一个重要的发现。

这种新型双面膜的特点是其独特的超亲水性和近疏水性表面,能够有效地去除水中的油和染料等污染物。这种双重功能不仅增强了过滤过程,而且赋予膜强大的抗菌性能,对长期可用性和有效性至关重要。

研究详情及方法

发表在《美国化学学会杂志》上的题为“用于增强水过滤的双面COF膜的可调润湿性”的研究介绍了由Farah Benyettou和Asmaa Jrad在纽约大学水研究中心化学教授兼联合首席研究员Ali Trabolsi的领导下开发的这种新方法。该团队的方法包括一步微波介导合成,发生在液-水蒸汽界面,允许精确控制膜的性质,而无需后续修改。

Benyettou表示:“通过微调反应时间,我们可以调整膜的厚度及其亲疏水特性。”Jrad解释说:“这种能力使我们能够针对不同类型的水污染物专门定制膜,显著提高了水净化的效率和速度。”

由纽约大学阿布扎比分校团队开发的COF膜,在去除水包油混合物中的油方面表现出卓越的性能,并且由于其多层结构和一致的孔隙率而具有出色的水通量。此外,这些膜在抵抗有机污染方面优于传统的聚合物膜,有机污染是膜基水过滤系统的常见挑战。

这项技术代表了合成高质量、结晶性、独立型碳膜的重大飞跃。Trabolsi补充说:“我们的方法不仅简化了生产过程,而且提高了膜的分离能力,为全球关键的水净化挑战提供了一个有希望的解决方案。”

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