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华南理工王习文研究员团队采用新方法改进纳滤膜性能

据高分子科技微信公众平台2019年4月22日讯 纳滤膜(Nanofiltration Membranes)是80年代末期问世的一种新型分离膜,其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间,约为200~2000,由此推测纳滤膜可能拥有lnm左右的微孔结构,故称之为“纳滤”,可用于废水处理和海水净化。尽管目前已部分商业化,但在提高膜的选择性和减少对环境污染的问题上仍然有大量研究工作需要完成。
  华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室王习文副研究员带领团队采用layer-by-layer自组装沉积技术在PET基质上交替沉积NFC和PVA,制备了10层厚的纳滤薄膜(图1),其主要利用的是层间的物理吸附和氢键。


华南理工王习文研究员团队采用新方法改进纳滤膜性能

图1.PVA/NFC/PET多层膜制备示意图


  得到的多层膜的形貌随着层数的增加而变得越来越粗糙(图2),由于薄层间隧穿势垒的影响,其表面电荷量也又较大的增加。可用于高效的纳滤材料和净水膜的应用。另外其得到的多层薄膜还具有高弹性模量、高拉伸强度,热稳定性也得到了提升。通过在NFC/PET基板上添加单层PVA,多层膜表面亲水,接触面积减少,表面润湿性好。


华南理工王习文研究员团队采用新方法改进纳滤膜性能

图2.(NFC/PVA)1层(a),(NFC/PVA)5层(b),(NFC/PVA)10层(c)的AFM表面形貌


  相关成果发表在Cellulose上(Preparation and characterization of nanocellulose–polyvinyl alcohol multilayer film by layer-by-layer method),论文的第一作者为华南理工大学造纸实验室硕士侯邱鹏和美国Tennessee大学化学与生物分子工程的系Arthur J. Ragauskas,通讯作者为王习文副研究员。本研究得到了国家自然科学基金项目的支持和南京大学基础研究基金支持。