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CA/MOFDPC吸附膜是通过相转化法制备的 。
膜性能通过从水溶液中去除MB来评估 。
含有2 wt% MOFDPC NPs的膜表现出最好的性能 。
实现了98.2%的MB去除率和76.03 LMH的渗透通量 。
还研究了溶液pH、初始MB浓度和压力的影响 。
伊朗科技大学
在这项工作中 ， 金属有机骨架衍生的多孔碳(MOFDPC)纳米粒子(NPs)被合成并掺入醋酸纤维素(CA)聚合物基质中 ， 通过相转化法制备可生物降解的CA/MOFDPC吸附膜 。 聚乙二醇（PEG）用作成孔剂 。 通过连续吸附实验从水溶液中去除亚甲蓝(MB)来评估制备的膜的性能 。 通过接触角测量、SEM、FTIR、AFM、TGA和拉伸强度分析表征所制备膜的物理化学性质 。 首先 ， 研究了PEG浓度和MOFDPC NPs负载的影响 。 结果表明 ， 制备的含有15 wt% PEG和2 wt% MOFDPC NPs的膜作为最佳吸附膜获得了最佳性能 。 然后 ， 研究了溶液pH、初始MB浓度和操作压力对制备的最佳吸附膜的MB去除能力的影响 。 通过随后的吸附/解吸循环研究了最佳吸附膜的可重复使用性 。 还研究了它的长期行为 。 所得结果表明 ， 所制备的可生物降解CA/MOFDPC吸附膜具有98.2%的MB去除率和76.03 LMH的渗透通量以及优异的可重复使用性和长期行为 ， 可潜在用于废水处理应用 ， 尤其是MB去除 。
一、简介
近年来 ， 随着人口的快速增长以及城市化和工业的发展 ， 水污染问题日益严重 ， 世界范围内对饮用水的需求显着增加 。 全世界每年生产超过7 × 105吨的染料 ， 其中约5-10%被排放到废水中 。 纺织、石油、皮革、造纸、塑料、制药和食品加工等多个行业都会产生含染料废水 。 染料的毒性、致突变性和致癌性对生物体和环境系统具有不利影响 。 染料会干扰阳光穿透水面 ， 从而降低水生植物的生物和光化学活性 。 此外 ， 它们会污染地下水并可被生物体吸收 。 因此 ， 有必要在将这些有色污染物释放到环境中之前找到解决方案 。
亚甲蓝(MB)作为一种廉价的阳离子染料 ， 是羊毛、棉花、皮革、丝绸、造纸和纺织工业中最常用的染料之一 。 具有芳香分子结构的MB稳定性高 ， 会破坏生态系统的平衡并对环境产生不利影响 。 因此 ， 在废水排放到环境中之前 ， 去除MB对于减少MB对生物的影响非常重要 。
迄今为止 ， 各种化学、物理和生物技术已应用于处理含染料废水 ， 包括混凝絮凝、离子交换、生物处理、化学氧化、光催化降解、吸附和膜过滤 ， 包括反渗透（RO）、超滤(UF)、微滤(MF)、纳滤(NF)等 。 在上述方法中 ， 效率高、成本效益高（运行和固定成本低）、操作简单、环境友好的膜过滤工艺作为一种广泛使用的染料去除策略引起了许多研究人员的关注 。
膜过滤过程通常可以连续运行 ， 并且可以很容易地与其他分离过程结合 。 吸附作为另一种广泛使用的染料去除策略 ， 具有低成本、高可用性、有效性和去除不同类型染料的能力 ， 在去除废水中的染料污染物方面也表现出优异的效果 。 最近 ， 使用纳米颗粒(NPs)制造膜以提高其通量和抗污染性引起了人们的广泛兴趣 。 如果将纳米颗粒掺入微滤或超滤（MF或UF）膜中 ， 膜结构中掺入的纳米颗粒可以作为吸附剂 ， 连续去除污染物 。 将具有高吸附能力的NPs结合到膜结构中导致了新开发的纳米复合膜作为吸附膜 。 近年来 ， 吸附膜结合了吸附和膜过滤工艺的优点并消除了它们的缺点 ， 已被许多研究人员推荐并可以有效地用于含染料废水处理 。 另一方面 ， 尽管最近开发了吸附膜及其优势 ， 但仍有一些问题需要考虑 。 一个问题是吸附膜的吸附能力 ， 它负责从水溶液中高效去除染料 。 因此 ， 为了获得良好的染料去除效率 ， 通常不可避免地需要使用具有高官能团和随后大吸附容量的高微孔纳米颗粒 。 第二个问题是努力减少水处理过程中吸附膜对环境的影响和经济成本 。 可重复使用性是膜在实际和商业应用中的一个重要因素 。 吸附膜的再生赋予它们可重复使用的特性 ， 有助于通过增加其生命周期来最大限度地减少对环境的影响 。
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