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二维膜材不用压力也能净水

发布日期:2019-10-08 11:43 浏览次数:

  中化新网讯 去除水中的重金属离子对于公共健康具有重要意义,但基于二维材料的薄膜通常需要压力驱动。近日,福州大学教授徐艺军课题组报道了一种对二维碳化钛基薄膜微观结构和表面性质的双重调控策略,实现了该薄膜在无压力驱动的条件下,有效去除水体中的多种重金属离子。

  水体中的重金属离子污染物具有毒性强、迁移率高和非生物降解等特点,如何去除水体中的重金属离子已经成为全球关注的重要问题。二维材料基薄膜在去除水体中的重金属离子方面具有广阔的应用前景,但由于其在形成薄膜过程中容易堆叠形成具有高密度的致密结构,由此得到的膜材料在水净化应用中通常为压力驱动的过滤膜。

  此外,二维膜材料只能选择性地吸附特定的重金属离子,在无压力驱动的条件下,在一种二维材料基薄膜上实现多种重金属离子的去除是一个具有挑战性的课题。

  徐艺军课题组通过在二维碳化钛组装成膜过程中,引入还原氧化石墨烯,对其纳米片进行插层防止堆叠,从而增加膜材料与水体中重金属离子的接触面积。在此基础上,研究人员对二维碳化钛基薄膜进一步进行表面羟基化处理,不仅可以有效改善其水润湿性,而且还可以增强对重金属离子的吸附和还原作用。

  在微观结构和表面性质优化的协同效应下,二维碳化钛基薄膜对于水体中的多种重金属阳离子和重金属阴离子有明显的去除作用。此外,回收的二维碳化钛基薄膜可以进行再生处理,实现循环利用。


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