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文献解析|MOF复合光热膜利用分子筛效应去除水中VOCs

234 人阅读发布时间:2025-02-12 14:52

水资源危机正成为全球社会发展的一大挑战。光热界面蒸发技术,凭借太阳光热能将海水或污水蒸发净化,为解决水资源短缺,特别是偏远地区的问题,带来了希望。然而,工业废水与自然水体中的水溶性挥发性有机物(VOC)在蒸发过程中会与水一同汽化,导致净化水中VOC富集,形成二次污染。针对此问题,苏州大学研究团队开发出一种新型金属有机框架(MOF)/聚苯胺(PANI)纳米纤维光热材料。该材料以“MOF的分子筛分作用去除水中高浓度挥发性有机物”为题,发表于顶级学术期刊《ACS Nano》。研究由苏州大学博士研究生彭雨冰主导,张慎祥副教授和靳健教授担任通讯作者。

 

通过MOF的分子筛分作用去除水中高浓度VOC

MOF的分子筛作用原理

 

该光热膜首先在商业PES微滤膜上原位生长PANI纳米纤维作为光热层,随后在纤维表面覆盖一层260nm厚的ZIF-8材料。ZIF-8的孔径介于水分子与大部分VOC分子之间,能基于孔径筛分效应,让水分子通过,而阻挡VOC分子。实验显示,该膜对多种常见VOCs的截留率超过98%,能有效处理浓度高达0.4g/L的VOCs废水,且稳定性优异。

 

PANI/ZIF-8复合材料的表征

PANI/ZIF-8复合材料的表征

 

PANI/ZIF-8的蒸发和VOC去除能力

 

PANI/ZIF-8的蒸发和VOC去除能力

 

该研究巧妙融合分子筛分与界面蒸发技术,为VOC废水的高效、低能耗处理提供了新途径。通过分子筛效应与高光热转换效率,该复合光热膜能在处理高浓度VOCs(高达400mg/L)时,实现高VOCs截留率与水分蒸发率。这为光热界面蒸发技术去除水中VOCs提供了有效策略,并为相关废水处理提供了参考。然而,光热过程对VOC去除的加速作用及光热解VOC的可行性,仍需进一步研究探索。

 

名称 货号 规格
分子筛, 5 Å abs47052026-1kg 1kg
分子筛4A(粉末< 50 微米) abs47052038-5kg 5kg
13X分子筛 abs47050312-1kg 1kg
资料格式:

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