4月15日,ACS Applied Materials & Interfaces在线发表了王艳教授课题组在两性离子改性纳滤膜的抗污染应用方面的最新研究成果《Zwitterion–Ag Complexes That Simultaneously Enhance Biofouling Resistance and Silver Binding Capability of Thin Film Composite Membranes》。论文第一作者为2016级硕士研究生易鸣,通讯作者为王艳教授,文章页码为ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 15698−15708。
纳滤膜分离过程在水处理方面的应用十分广泛。传统的聚酰胺纳滤膜分离性能好,制备方法简单,但由于其较高的表面粗糙度,面临较为严重的膜污染问题,从而导致通量的下降,运行成本增加。文章作者通过先接枝两性离子(zwitterion),然后以两性离子为络合位点,在膜表面引入银(Ag)纳米颗粒,显著提高膜的抗污染和抗菌性能。研究表明,与直接在膜表面络合银离子的方式相比,两性离子改性后的膜对银离子有更稳定且高效的络合能力。文章还重点探究了两性离子种类对银离子络合的影响,并结合密度泛函理论计算深入探究了其中的机理。结果表明,羧基两性离子-Ag体系在热力学上更加稳定,因此具有最为优越的银结合性能,从而最大限度地提高膜的抗污染性能。