浙江工(gōng)業(yè)大(dà)學3月(yuè)22日(rì)訊：近(jìn)日(rì)，浙江工(gōng)業(yè)大(dà)學薛立新研究員(yuán)團隊在《Desalination》φ（IF 11.21）發表題為(wèi)“Structures and performance of alc$ohol activated thin film composite polyamide (TFC-PA) nanofiltration (NF) membranes prepared εwith and without Co(II) modulation”的(de)研究論文(wén)。201>9級碩士研究生(shēng)張秀敏為(wèi)第一(yī)作(zuò)者，薛立新研究員(yuán)為(wèi)通(tōng)訊作(zuò)者。

在這(zhè)項工(gōng)作(zuò)中，研究了(le)用(yòng)50%醇溶液活化(huà)的(de)TFC-Co和(hé)TFC膜的(de)結構和(hé)NF性能φ(néng)。甲醇和(hé)乙二醇溶液的(de)活化(huà)使水(shuǐ)通(tōng)量增加了(le)2-4倍，而沒有(yǒu)抵消鹽排斥，而丙三醇溶液的(de)活化(εhuà)則使水(shuǐ)通(tōng)量提高(gāo)了(le)3-4倍，鹽排斥降低(dī)，染料/鹽保留選擇性增加。

圖1 活化(huà)PA-NF膜的(de)過濾性能(néng)：（a）TFC膜的(de)通(tōng)量和(hé)Na2SO4截留率；（b）TFC-Co膜←的(de)通(tōng)量和(hé)Na2SO4截留率；（c）甘油活化(huà)的(de)染料排斥；（d）甘油活化(hu£à)膜的(de)分(fēn)離(lí)選擇性。

用(yòng)甲醇、乙二醇和(hé)甘油溶液活化(huà)後，TFC-Co膜的(de)Stokes半徑分(fēn)别從(cóng)0.77nm變為(wèi)0.66、0.78和(&hé)0.92nm，而TFC膜的(de)Stoke半徑分(fēn)别從(cóng)0.54nm變為(wèi)0.55、0.65和(hé)0.70nm。為(wèi)了♠(le)更好(hǎo)地(dì)理(lǐ)解醇的(de)活化(huà)動力學，進行(xíng)了(le)純液體(tǐ)吸收實驗，并研究了(leΩ)TFC和(hé)TFC-Co膜在純水(shuǐ)、甲醇、乙二醇和(hé)甘油中不(bù)同時(shí)間(jiān)的(de)重量增加≤。它們的(de)單位面積液體(tǐ)吸收體(tǐ)積（Vs）與時(shí)間(jiān)的(de)1/2（t1/2）曲線如(rú)圖2所示。根據Washburn、Escardin✘o和(hé)Ge (WEG Model)開(kāi)發的(de)毛細管液體(tǐ)吸收模型（WEG模α型），活化(huà)膜的(de)孔徑ri的(de)變化(huà)可(kě)以通(tōng)過以下(xià)方程來(lái)計(jì)算(suàn)：riδ = (Ki/K0)2/3 r0

TFC吸水(shuǐ)過程的(de)Vs-t1/2曲線在飽和(hé)前呈Z字形，包含斜率為(wèi)K0的(de)初始表面孔隙滲透階段、斜率為(wèi)Krx的(de)孔隙松弛階段和(hé)↔斜率為(wèi)Kex的(de)孔隙膨脹階段，表明(míng)毛細管孔隙半徑在2分(fēn)鐘(zhōng)內(nèi)從(cóng)初始的(de)0.54nm變為(wèi)≈0.31 nm，然後在飽和(hé)前4分(fēn)鐘(zhōng)膨脹至1.86 nm。在30分(fēn)鐘(zhōng)時(s®hí)，當水(shuǐ)開(kāi)始滲透到(dào)膨脹的(de)TFC-PA基質的(de)側通(tōng)路(lù)小(xiǎo)毛細管孔（raj ＝♠ 0.17nm）中時(shí)，吸收能(néng)力也(yě)有(yǒu)正的(de)調節。基于WEG模型，将這(zhè¶)種吸收動力學定義為(wèi)圖3中所示的(de)A型毛細管填充模型。

TFC和(hé)TFC-Co膜的(de)醇活化(huà)Vs-t1/2曲線如(rú)圖所示。圖2bσ和(hé)c表明(míng)，醇吸收過程也(yě)包括初始表面孔隙填充，然後是(shì)膨脹孔隙填充、松弛孔隙填充和(hé)調節孔隙填充階段，填充斜率分(fē♠n)别為(wèi)K0、Kex、Krx和(hé)Kaj。這(zhè)些(xiē)階段由相(xiàng)應的(dγe)孔隙膨脹Tex、孔隙松弛Trx和(hé)孔隙調節Taj的(de)轉折點分(fēn)開(kāi)。活化(huà)曲線還(hái)顯示了(le)調整孔隙填充之前（ts）和(hλé)調整孔隙填充過程之後（ts）的(de)飽和(hé)轉折點。

TFC-Co膜吸水(shuǐ)過程的(de)Vs-t1/2曲線在飽和(hé)前的(de)前3分(fēn)鐘(zhōng)顯示為(wèi)一(yī)條直線，斜率為($wèi)K0，表示孔隙半徑沒有(yǒu)變化(huà)。（r0 = 0.77 nm）。随後，當水(shuǐ)在45分(fēn)鐘(zhōng)時(shí)開(kāi)始滲透到(dào)膨脹的δ(de)TFC-PA基質的(de)側徑微(wēi)小(xiǎo)毛細管孔（raj = 0.16nm）中時(shí)，吸收能(néng)力發生(s≈hēng)了(le)正調節，斜率Kaj小(xiǎo)得(de)多(duō)。基于上(shàng)述WEG模型，這(zhè)種₹吸收動力學可(kě)以定義為(wèi)B型毛細管填充模型，如(rú)圖3所示。（本刊有(yǒu)删節）詳情見(ji∑àn)浙江工(gōng)業(yè)大(dà)學官網

本工(gōng)作(zuò)得(de)到(dào)了(le)國(guó)家(jiā)自(zì)然科(kē)學基金(jīn)（NSFC-21φ975222和(hé)NSFC-U1809213）的(de)支持。

原文(wén)鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001191642200697X