高冠道教授课题组报道铁电纳滤膜在水处理方面的研究

发布时间:2020-07-29浏览次数:10

膜技术在食品、纺织以及化学废水处理等方面具有很大的应用潜力,尤其是荷电膜,在提高膜分离性能方面具有重要的作用。而目前,主要有两种制备荷电膜的方式:一种是将荷电的纳米材料引入膜中,另一种则是通过旋涂、接枝、界面聚合等方式引入荷电官能团。而这些传统的化学荷电的方法反应过程复杂,采用过多有毒化学试剂,且获得的膜表面固定电荷难以调控。在此基础上,本研究用界面聚合的方法将铁电材料钛酸钡纳米颗粒(BaTiO3)复合在纳滤膜(TFN-mBTO)中,通过电晕极化的方式调控膜表面电荷。铁电材料具有自发极化,其内部畴的方向可以通过外加电场的方式进行调控。经过电晕极化处理后,铁电纳滤膜相对于未极化的纳滤膜表面的电位提高,亲水性增强,且膜通量比普通的纳滤膜(TFC)提高1.4倍,对As(Ⅴ)的截留达到97%,且具有良好的抗污染性能。本工作是通过铁电荷电方式制备荷电滤膜的初次探索,为物理荷电在膜处理中的应用提供了指导。

本研究成果以题为“Ferroelectric membrane for water purification with arsenic as model pollutant”的论文发表于Chemical Engineering Journal,课题组博士研究生蒲良桃为该论文第一作者,高冠道教授为通讯作者。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等资助。