利用纳米凹凸棒石制备低成本陶瓷微滤膜实现重力驱动过滤处理微塑料污染屋顶雨水及其孔径调控机制研究

本研究创新性地利用纳米凹凸棒石（NMA）与Al2O3制备低成本陶瓷微滤膜，通过调控孔径分布实现了重力驱动膜过滤（GDM）系统对微塑料污染屋顶雨水的高效处理，在0.2 m水头下获得高达321 L/(m2·h)的通量及93%的有机物去除率，为城市雨水资源化提供了低能耗（6.81×10?3 kWh/m3）且经济（65–75 $/m2）的技术方案。

　　

Highlights

NMA-Al₂O₃膜的基础表征

如图2a所示，XRD谱图中观察到表征顽辉石（2θ = 26.98°、31.12°和36.36°）（PDF# 19-768）、SiO₂（2θ = 26.6°）（PDF# 46-1045）、NMA（2θ = 8.50°、28.06°和35.83°）（PDF# 21-0958）、Al₂O₃（2θ = 25.59°、35.17°、43.36°、52.54°、57.49°、66.51°和68.22°）（PDF# 10-173和PDF# 43-1484）以及MgO（2θ = 36.94°、42.92°、74.67°和78.65°）（PDF# 45-0946）的典型峰。NMA-Al₂O₃膜的结晶结构没有明显差异。

Conclusion

在本研究中，成功利用NMA和Al₂O₃制备了具有可控孔径分布的低成本陶瓷微滤膜，用于高效重力驱动膜过滤（GDM）处理微塑料污染的屋顶雨水。增大Al₂O₃粒径和淀粉用量显著提高了膜的孔隙率、渗透性和亲水性。NMA-Al₂O₃膜的理论污染潜力通过减少与污染物Lewis酸位点相互作用的Lewis碱位点而减弱。该