膜分離技術具有操作簡單、能耗低、無二次污染等優(yōu)點，其應用領域不斷拓展。目前膜分離技術，尤其是超濾技術，由于其靈活性、性價比高、效率高、環(huán)境友好等優(yōu)點，在污水處理、水凈化、蛋白質(zhì)濃縮、酶縮、酶提取等多個領域得到廣泛應。
然而傳統(tǒng)高分子聚合物中空纖維超濾膜在使用過程中由于機械性能低、水通量小、親水性差、抗污染性能等缺點限制其廣泛應用。為減少成本，增強膜的耐污染性，延長膜的使用壽命，制備具有高親水性，高抗污染性能的中空纖維超濾膜是關鍵所在。
近年來，大多數(shù)研究熱點都集中于通過引入無機二維(2D)納米材料來改善膜的性能。典型的二維納米材料，如氧化石墨烯(GO)納米材料及其衍生物，由于其高縱橫比、低密度、良好的力學性能和提供額外水通道的能力，在膜分離領域顯示出廣闊的應用前景。
基于此，中國科學院城市環(huán)境研究所膜科學與技術研究組(張凱松研究團隊)通過酸處理、氧化和超聲過程進一步功能化二硫化鉬二維納米片層材料，制備高親水性改性劑氧化二硫化鉬(O-MoS2)，并作為改性劑共混在鑄膜液中制備了PMIA/O-MoS2復合中空纖維超濾膜，在不降低截留率的情況下提高膜的滲透性能和抗污染能力。
實驗結果表明：與原始的MoS2相比，O-MoS2的Zeta電位更低，親水性更好；隨著O-MoS2的加入，提高了復合中空纖維膜表面的Zeta電位，PMIA中空纖維超濾膜表面親水性增強(接觸角從72.9°下降到55.3°)，說明O-MoS2與PMIA中空纖維復合膜表面親水性、電負性的增強直接相關；O-MoS2的添加量為0.20 wt.% O-MoS2時，復合膜的PWF最高(209.0L· m-2· h-1)，比原始PMIA膜(158.3L· m-2· h-1)高31.6 %，而截留率基本不變；同時隨著鑄膜液內(nèi)O-MoS2含量的增加，復合膜表面的耐污染性能顯著增強。
張凱松研究組以Enhanced performance of poly(m-phenylene isophthalae) (PMIA) composite hollow fiber ultrafiltration membranes by O-MoS2nanosheets modification發(fā)表于國際期刊Desalination and water treatment, 166 (2019) 245-258。博士生姜欽亮為第一作者，張凱松研究員為通訊作者。該研究得到了中國科學院前沿科學與教育局項目(QYZDB-SSW-DQC044)與中國科學院國際合作局項目(132C35KYSB20160018)資助。
原標題:城市環(huán)境所在二維納米復合中空纖維超濾膜領域取得新進展
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