超滤膜在稀土废水处理中具有广泛应用,但普遍存在渗透性和选择性难以兼具且膜污染易发生的难题。在本研究中,我们以单宁酸(TA)作为功能改性剂简单修饰氧化二硫化钼(O-MoS2),将复合纳米材料TA-O-MoS2作为添加剂,通过相转化法制备TA-O-MoS2/PES(聚醚砜)混合基质膜。通过改变 TA-O-MoS2的添加浓度调控膜结构,提升膜分离性能。具体来说,最优膜 M2(TA-O-MoS2添加量为0.1 wt%) 的水通量为 140.98 Lm-2h-1bar-1,PEG 20000 截留率为 91.00%,分别比纯 PES 膜提高了 180% 和 120%。值得注意的是,膜 M2 能有效截留稀土废水中 91.31% 的大分子有机化合物,同时允许无机盐几乎完全通过,如CaCl2仅保留3.26%, MgSO4仅保留4.84%。此外,TA-O-MoS2/PES 混合基质超滤膜在实际稀土废水处理过程中展现出较强的抗污染性和长期运行稳定性,这表明其在稀土废水处理和资源回收领域具有潜在的应用价值。
以上研究结果以“Preparation of TA-O-MoS2/PES mixed matrix ultrafiltration membrane for rare earth wastewater treatment” 为题在期刊《Journal of Environmental Chemical Engineering》上发表(工程技术2区 Top,IF 7.4,2023年升级版)。广西师范大学为论文第一单位,2022级硕士研究生钟海媚为第一作者,江西省科学院能源研究所姜钦亮博士和我室田华丽老师为共同通讯作者。该研究是在江西省重点研发重点项目(No. 20212BBG71001),广西科技基地与人才专项(No. Gui Ke AD23026161),国家自然科学基金(No. 22468021),江西省科学院省级科技计划项目承包责任制试点示范项目(Nos. 2022YSBG22015, 2023YSBG1004)的共同资助下完成。
论文链接:http://doi.org/10.1016/j.jece.2024.114523
Fig.11. Simulated wastewater cleaning and recovery experiments on the M0 and M2 membrane (a), pollution resistance index for M0 and M2 (b), long-term stability assessment of the membrane M0 and membrane M2 with rare earth wastewater (c), separation mechanism diagram of the TA-O-MoS2/PES membrane (d).