研究目的
研究羧基化多壁碳纳米管对丙烯酸紫外接枝聚酰胺纳滤膜性能的协同效应，旨在提高膜的渗透性、脱盐率和抗污染能力。
研究成果
将羧基化多壁碳纳米管（COOH-MWCNTs）掺入丙烯酸接枝的纳滤膜中，可显著提升膜的渗透性、盐截留率和抗污染性能。当COOH-MWCNTs添加量为0.2 wt%时达到最佳性能，使水通量提高30%，且高氟回收率（FRR）值达98.5%。但过量纳米管负载会产生负面影响。这种协同方法为开发高性能水处理膜提供了可行方案，未来研究建议关注长期稳定性及更广泛适用性。
研究不足
该研究仅限于特定商用膜，可能不适用于其他类型。高浓度COOH-MWCNTs因层压紧实导致性能下降。未对改性工艺的长期稳定性和可扩展性进行充分评估。纳米管分散与团聚的潜在问题可能影响重现性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用紫外光引发接枝聚合技术，将丙烯酸（AA）接枝到市售聚酰胺纳滤膜上，并引入羧基化多壁碳纳米管（COOH-MWCNTs）。以1-羟基环己基苯基酮为光引发剂、乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，在紫外照射下引发接枝反应。通过测试不同单体浓度和紫外照射时间优化工艺参数。
2：样本选择与数据来源：
使用Woongjin公司生产的市售聚酰胺纳滤膜（NF CSM NE4040-90）。接枝溶液配制时采用不同AA浓度（5-150 g/L）和紫外照射时间（1-10分钟），并添加不同重量百分比（0.05-1 wt%）的COOH-MWCNTs。
3：05-1 wt%）的COOH-MWCNTs。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括UV-C灯箱、超声波清洗器、扫描电镜（Tescan Vega）、原子力显微镜（ARA AFM）、接触角测量仪（G10，Kruss）、zeta电位分析仪（EKA，Anton Paar）、傅里叶变换红外光谱仪（Bruker-IFS 48）及错流过滤系统。材料包含AA单体、光引发剂、交联剂、COOH-MWCNTs、盐类（Na2SO4、NaCl）、BSA蛋白及蒸馏水。
4：NaCl）、BSA蛋白及蒸馏水。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：膜片经清洗后浸入接枝溶液，滚动去除气泡，按设定时间紫外照射，冲洗后保存。嵌入COOH-MWCNTs时，先将纳米管超声分散于单体溶液再进行接枝。表征手段包括SEM、AFM、接触角、zeta电位和FTIR分析。过滤测试在10 bar压力下进行，分别采用纯水、盐溶液和BSA测定通量与截留率。
5：数据分析方法：
纯水通量计算公式为J=V/(A*Δt)，盐截留率计算公式为(1-Cp/CF)*100，通量恢复率(FRR)计算公式为(Jw,2/Jw,1)*100。数据基于重复实验的平均值进行分析。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
Zeta Potential Analyzer
EKA
Anton Paar
Measurement of surface charge
-
FTIR Spectrometer
IFS 48
Bruker
Analysis of chemical structure and functional groups using ATR technique
-
Nanofiltration Membrane
NF CSM NE4040-90
Woongjin Co.
Base membrane for modification and filtration experiments
-
Scanning Electron Microscope
Vega
Tescan
Characterization of surface and cross-section morphology
-
Atomic Force Microscope
ARA AFM
Iran
Analysis of surface roughness
-
Contact Angle Goniometer
G10
Kruss
Measurement of water contact angle to evaluate hydrophilicity
-
UV-C Lamp
UV irradiation for graft polymerization initiation
-
Ultrasonic Bath
Dispersion of COOH-MWCNTs in monomer solutions
-
Cross-flow Filtration System
Evaluation of membrane performance with pure water, salt solutions, and BSA
-
登录查看剩余7件设备及参数对照表
查看全部
