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香港大学唐楚阳Environ. Sci. Technol. Lett.:PVA/PDDA纳米纤维膜可高效捕集和回收污水中的阴离子全氟烷基物质
2021/4/30 16:36:06 易丝帮

DOI: 10.1021/acs.estlett.1c00128

 

全氟烷基物质和多氟烷基物质(PFASs)由于其毒性和在水生环境中的广泛存在而备受关注。这项研究报告了一种高度多孔的胺官能化膜,用于从污水中快速捕获GenX和其他阴离子PFASs(例如,全氟辛烷磺酸盐(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)),其能耗几乎为零。以交联聚乙烯醇为粘合剂,通过静电纺丝制备的聚二烯丙基二甲基氯化铵膜具有约2700 L m-2 h-1 kPa-1的高透水性。这种高渗透性使得重力驱动的污水快速过滤仅需5cm的水头,相应的能耗仅为2.7×10-4 kWh/m3。同时,该膜表现出对GenX(>97%)、PFOS(>99%)和PFOA(>99%)的高效捕获,对GenX的捕获能力高达1.2×106μg/m2。用小体积的NaCl/甲醇溶液回收并浓缩所捕获的GenX,同时使膜再生以供再次使用。经过12个循环的捕获-回收试验,膜的GenX回收率高达94%,体积浓度系数为40。综上所述,该研究为有效捕获和回收GenX提供了一种有前途的策略。

 

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图1.(A)膜形态的SEM显微照片。(B)C、H和N的元素组成。(C)克重(即每单位膜面积的质量)和孔隙率。(D)各种PDDA膜的透水性。误差线代表从至少三个独立样品中获得的标准偏差。


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图2.(A)各种PDDA膜的GenX捕获率与GenX负载的函数关系,以及(B)PDDA-2膜的PFOS、PFOA和GenX捕获率。实验条件:含200μg/L GenX的2L进料溶液,有效膜过滤面积为3.3cm2,水头为5.0cm。为了捕获PFOA和PFOS,进料溶液的体积为4L,而其他实验条件相同。误差棒代表从至少三个独立样品中获得的标准偏差。


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图3.在12个捕获-回收循环中,PDDA-2膜对GenX的捕获率。实验条件:含200μg/L GenX的2L进料溶液,有效膜过滤面积为3.3cm2,水头为5.0cm。在每个过滤循环结束时,将体积比为30:70的50mL 10g/L NaCl和甲醇的混合物添加到池中,以回收捕获的GenX并再生膜。随后,将50mL的去离子水添加到该池中,以冲洗膜,从而进行下一个过滤循环,共进行了十二个循环的过滤试验。


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图4.用于持续捕获和处理GenX的重力驱动膜过滤技术的图示。


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