| 氧化石墨烯-多壁碳纳米管低压膜抗污染性能研究 |
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| 引用本文： | 王青山,熊馨雅,刘韦岩,王钰,董梦婵,盖晓莉,郭瑾. 氧化石墨烯-多壁碳纳米管低压膜抗污染性能研究[J]. 环境科学学报, 2021, 41(12): 4894-4907 |
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| 作者姓名： | 王青山 熊馨雅 刘韦岩 王钰 董梦婵 盖晓莉 郭瑾 |
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| 作者单位： | 北京工业大学,城镇污水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室,北京100124 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（No.51478009，51778014） |
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| 摘 要： | 为提高碳纳米材料低压膜污染的可恢复性和强化其灭菌效果,本研究将氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)与聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)非共价改性后的多壁碳纳米管(Multi-walled carbon nanotube,MWCNT)以两种结构形式(共混式/嵌入式)负载到0.45 μm聚醚砜片式膜表面,制备了共混式/嵌入式GO-MWCNT低压膜.进而研究了GO-MWCNT不同结构形式对处理典型污染物(牛血清蛋白、腐殖酸、海藻酸钠)过程中膜污染情况的影响.实验结果显示,MWCNT中GO的添加,可使碳纳米材料膜孔径分布更集中,纯水通量在2.011 L·m-2·h-1·kPa-1以上,属于低压膜的运行范围.在处理小尺寸牛血清蛋白的膜滤过程中,采用共混结构(M系列)的GO-MWCNT膜,缓解污染效果优于顶层嵌入结构(I系列);在处理较大尺寸的腐殖酸、海藻酸钠的膜滤过程中,采用顶层嵌入结构(I系列)的GO-MWCNT膜,缓解污染效果优于共混结构(M系列).GO的添加使得碳纳米材料低压膜的抗蛋白质黏附性能得到有效提高,在保证膜表面粗糙度不会大幅度提高的前提下,添加0.2 mg GO的抗蛋白黏附效果优于添加0.5 mg GO.共混式/嵌入式GO-MWCNT膜均可以充分发挥GO边缘切割杀菌作用,GO投加量与灭菌性能呈正相关.其中,共混结构(M系列)的GO-MWCNT膜灭菌效果优于顶层嵌入结构(I系列).
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| 关 键 词： | 多壁碳纳米管 氧化石墨烯 低压膜 膜污染 |
Preparation of graphene oxide-multiwall carbon nanotube low-pressure membrane and its impact on fouling control |
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| WANG Qingshan,XIONG Xiny,LIU Weiyan,WANG Yu,DONG Mengchan,GAI Xiaoli,GUO Jin. Preparation of graphene oxide-multiwall carbon nanotube low-pressure membrane and its impact on fouling control[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2021, 41(12): 4894-4907 |
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| Authors: | WANG Qingshan XIONG Xiny LIU Weiyan WANG Yu DONG Mengchan GAI Xiaoli GUO Jin |
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| Affiliation: | National Engineering Laboratory for Advanced Treatment and Reuse of Urban Sewage, Beijing University of Technology, Beijing 100124 |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | multi-walled carbon nanotube graphene oxide low-pressure membrane membrane fouling |
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