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质子化、羟胺化和肼化对g-C3N4在Matrimid?/g-C3N4膜性能中的影响
摘要： 持续改进聚合物膜性能的挑战之一在于开发新型化学改性填料，例如富氮二维纳米材料。石墨相氮化碳（g-C3N4）作为这类填料的新成员已引起显著关注。已知质子化处理能赋予其理想功能特性，从而为不同应用构建独特结构。本研究通过将质子化g-C3N4掺杂入Matrimid?制备混合基质膜，发现当填料掺杂量为0.5 wt%时，CO2/CH4选择性最高提升36.9%，显著改善了气体分离性能。为进一步增强g-C3N4对复合膜性能的贡献，还尝试采用氧等离子体处理和单水合肼处理作为质子化的替代方案。氧等离子体处理的羟胺化作用使CO2/CH4选择性最高提升52.2%（2 wt%掺杂量时），O2/N2选择性最高提升26.3%（0.5 wt%掺杂量时）。肼化处理对CO2/CH4分离的提升效果较弱，最高仅达11.4%。本研究表明，化学改性的g-C3N4有望作为添加剂用于改良Matrimid?及其他膜材料的表面性能。
关键词： 氮化碳，O2/N2，Matrimid? 5218，CO2/CH4，气体分离，混合基质膜
更新于2025-09-23 15:23:52
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氧化亚铜光催化剂改性抗污染聚砜混合基质膜用于蛋白质超滤及可见光驱动的药物光催化去除
摘要： 本研究阐述了一种高效混合基质聚砜(PSF)超滤膜的合成与表征方法，该膜通过电沉积法制备的Cu2O光催化剂改性，用于药物去除。在相转化法中分别采用Cu2O光催化剂、聚乙二醇和N-甲基-2-吡咯烷酮作为添加剂、造孔剂和溶剂。运用XRD、FTIR、FESEM、FESEM-EDX和AFM等表征技术分析光催化剂及共混膜的结构与功能特性。通过渗透实验测定膜通量曲线，采用牛血清白蛋白(BSA)水溶液渗透测试和静态水接触角(SWCA)测量分别研究膜的抗污染性能和亲水性。以布洛芬(IBP)为模型药物开展去除研究：添加剂使膜通量从34.24 L·m?2·h?1提升至179.54 L·m?2·h?1（表明孔隙率和孔径分布改善），SWCA从71.5°降至45.3°（显示亲水性增强），BSA吸附量从56 μg·cm?2降至27 μg·cm?2，在可见光条件下实现86%的IBP去除率，去除速率为32.63×10?3 min?1。
关键词： 防污、超滤、混合基质膜、制药、光催化剂
更新于2025-09-23 15:21:21
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基于金属有机框架和热塑性聚酰胺12的混合基质膜选择性激光烧结3D打印技术在水处理中的应用
摘要： 基于金属有机框架（MOF）的宏观材料制备被视为实现粉末状MOF晶体实际应用的有效策略。本研究采用先进的三维（3D）粉末打印技术——选择性激光烧结（SLS），以热塑性聚酰胺12（PA12）粉末为基体材料，五种MOF晶体（包括ZIF-67、NH2-MIL-101(Al)、MOF-801、HKUST-1和ZIF-8）为填料，制备了MOF-聚合物混合基质薄膜（MMFs）。通过构建具有网格图案的三层HKUST-1-PA12复合物，验证了三维MOF-聚合物结构的可打印性。采用五种不同质量负载的MOF填料打印具有网格图案的单层MMFs，研究其独立特性、厚度、比表面积、亲水性、水渗透通量及机械稳定性。利用具有不同网格图案的NH2-MIL-101(Al)-PA12 MMFs进行亚甲基蓝（MB）吸附测试，展示了MMFs在水净化中的应用潜力。实验证实MOF组分保持了高最大吸附容量，且打印的MMFs可便捷再生以实现循环利用。本研究为利用先进3D打印技术制造宏观MOF-聚合物材料提供了实践应用思路。
关键词： 水净化、金属有机框架、3D打印、选择性激光烧结、混合基质膜
更新于2025-09-16 10:30:52