西安建大突破精密離子篩分技術(shù) 可應(yīng)用于工業(yè)廢水凈化等多個場景

水處理網(wǎng)訊:二維(2D)膜在分子分離和傳輸中表現(xiàn)出特殊的性能，它們在各種廣泛應(yīng)用中能夠大展身手。然而，二維膜的精確、快速離子篩分，常常由于水溶液中的離子插層產(chǎn)生溶脹現(xiàn)象，而受到嚴(yán)重限制。

在他們的研究中，來自西安建筑科技大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院、陜西省膜分離技術(shù)研究院王磊教授科研團(tuán)隊的成員，描述了如何使用Keggin Al13聚陽離子作為Ti3C2Tx膜的支撐，從而有效地穩(wěn)定層狀結(jié)構(gòu)。

更重要的是，層間距可以很容易地調(diào)整，成功實現(xiàn)11.5—20.0埃米范圍內(nèi)精確調(diào)控，并實現(xiàn)選擇性和可調(diào)的離子篩分。

具有窄d間距的膜對一價離子表現(xiàn)出了增強(qiáng)的選擇性。當(dāng)應(yīng)用于正向滲透脫鹽過程時，該膜表現(xiàn)出高的NaCl排斥(99%)和快速的水通量(0.30 L m-2 h-1 bar-1)。寬d間距的膜具有顯著的選擇性，這取決于陽離子的價態(tài)。

將該膜應(yīng)用于鐵基工業(yè)廢水的酸回收中，具有良好的H+/Fe2+選擇性，是替代傳統(tǒng)高分子膜的理想材料。

總體來看，他們介紹了一種可能的方法來構(gòu)建具有適當(dāng)結(jié)構(gòu)的2D膜，以滿足不同環(huán)境、資源和能源相關(guān)應(yīng)用中不同的離子篩選要求。在研究中，王磊教授科研團(tuán)隊就有針對性地選擇具有不同通道尺寸的薄膜，相繼在海水淡化與冶金工業(yè)廢水酸回收方向進(jìn)行反復(fù)應(yīng)用型研究。

此項研究對實現(xiàn)工業(yè)廢水凈化、工業(yè)廢液中提取貴稀金屬資源，具有重要應(yīng)用價值。相關(guān)成果以“Precisely Tunable Ion Sieving with an Al13–Ti3C2Tx Lamellar Membrane by Controlling Interlayer Spacing”為題，在線發(fā)表在國際納米材料科學(xué)頂刊《美國化學(xué)學(xué)會·納米》（ACS Nano）上。

譯/前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人APP資訊組