【新科技】MXene纳滤膜进行高效水净化！

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01  ╱ 文章概览 ╱

由二维 (2D) 材料 MXene 制成的纳滤膜在水净化方面具有广阔的前景。然而，这些膜的商业化受到众所周知的膨胀问题的阻碍，这降低了它们的尺寸筛分性能和使用寿命。为了克服这些挑战，本研究提出了一种新方法，将带正电的壳聚糖 (CTS) 和带负电的 MXene 结合起来形成 CTS-MXene/聚丙烯腈 (PAN) 膜。

由于CTS和MXene之间强大的相互作用力，在制备过程中使用CTS可以提高机械强度并延长使用寿命。CTS-MXene/PAN 膜具有 14.33 Å 的固定层间距，有助于实现超高分离效率，对刚果红 (CR) 的截留率超过 99%，并且在 0.4 MPa 下具有 715.3 L m-2h−1 的超高通量 。

此外，该膜在0.5 MPa压力下对牛血清白蛋白表现出显着的过滤效率。该膜还具有出色的可重复使用性，使其成为水净化的经济高效的选择。这项研究不仅提供了一种简单且可重复的制备 MXene 基膜的策略，而且还为这些膜的工业化提供了潜力。CTS-MXene/PAN 膜的开发作为纳滤膜开发的一种有前途的方法，可以为未来在水净化和其他分离过程中的应用铺平道路。

02  ╱ 本文亮点 ╱

• CTS增强了相互作用力，增强了膜的机械强度。

• 疏松的膜结构使其具有超高通量。

• 固定的层间距使膜具有超高的截留效率。

• 稳定的结构使膜具有较长的使用寿命和较高的重复使用性。

03  ╱ 图文参考 ╱

04  ╱ 总结 ╱

在本研究中，成功设计并制备了具有高选择性和渗透性的CTS改性MXene/PAN纳滤膜。1 wt% CTS 的加入导致 CTS 和 MXene 层之间形成强烈的层间相互作用，导致层间距有限，约为 14.33 Å。结果，优化后的膜表现出优异的截留效率，CR超过99%，同时在0.4 MPa工作压力下保持715.3 L m-2h−1的高通量和750 min的长寿命。

此外，该膜对牛血清白蛋白表现出显着的过滤效率，在0.5 MPa压力下实现了超过91%的截留率和213.3 L m-2h−1的通量。这种简便且可重复的方法有可能制备其他基于二维材料的纳滤膜，为其最终商业化做出重大贡献。

* 图文资料来源于  https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.123774