CQDs/ZIF-L衍生物改性的PES超滤膜：具备出色的自清洁和抗菌性能

《Polymer Engineering & Science》：CQDs/ZIF-L Derivatives Modified PES Ultrafiltration Membranes: Achieving Excellent Self-Cleaning and Antibacterial Properties

碳量子点/碳掺杂ZnO/PES复合膜通过反溶剂热诱导相分离法制备，有效解决超滤膜污染问题。该膜具有高亲水性（接触角51.8°）、多孔海绵状支撑结构（突破渗透率-选择性的传统权衡），水通量达1555 L·m-2·h-1，对腐殖酸截留率91.9%，兼具光催化降解（65.8% flux recovery）和Zn2?释放（抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌）的双重抗菌机制。

　　

摘要

膜污染仍然是聚醚砜（PES）超滤技术在工业废水处理中应用的一个关键障碍。在这项研究中，通过反向热诱导相分离（RTIPS）方法，将碳量子点（CQDs）和ZIF-L衍生的掺碳ZnO（C-ZnO）纳米颗粒共嵌入PES基体中，制备了一种新型多功能复合膜。优化后的膜M3含有0.05%（质量分数）的CQDs和0.02%（质量分数）的C-ZnO。该膜具有显著亲水性，水接触角为51.8°。与传统非溶剂诱导相分离（NIPS）方法制备的膜相比，RTIPS方法制备的膜具有高度多孔的表面和相互连接的海绵状支撑结构，有效打破了渗透性与选择性的平衡。优化后的复合膜表现出优异的纯水渗透性能，渗透率为1555 L m^?2 h^?1，同时保持了91.9%的腐殖酸截留率。该膜还表现出良好的长期抗污染稳定性，在可见光下光催化通量恢复率为65.8%。此外，其对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）的抗菌活性接近100%，这归因于其结合了物理水化层与光催化和Zn²⁺释放的化学作用的双重防御机制。这些发现凸显了这种RTIPS法制备的CQDs/C-ZnO/PES膜在高性能废水处理方面的巨大潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。