镁基MOF工程化超滤与纳滤膜的制备及其对PFHxA、砷和天然有机物的靶向去除研究

《Desalination》：Fabrication of a magnesium MOF-engineered ultrafiltration and nanofiltration membranes for targeted removal of PFHxA, arsenic, and NOM

本综述聚焦于通过将Mg MOF 74整合进PES超滤(UF)和薄层复合纳滤(TFC-NF)膜中，以克服传统膜技术在选择性与渗透性之间的权衡难题。研究证实，优化后的膜在显著提升纯水通量(124.48 ± 18.27 LMH·bar?1)的同时，对BSA(>91%)、HA(>98%)、PFHxA(~90%)及As(V)(~98%)均表现出高效去除率，并具备卓越的抗污染性能(通量恢复率>88%)和化学稳定性，为可持续水净化提供了高性能解决方案。

　　

Highlight

本研究成功制备了掺入Mg MOF 74的高性能超滤(UF)和薄层复合纳滤(TFC-NF)膜，有效克服了选择性与渗透性之间的传统矛盾，并显著增强了抗污染能力。

Section snippets

Chemicals and materials

超滤(UF)基底采用巴斯夫印度公司提供的聚醚砜(PES)制备，其分子量为75 kDa。聚合物溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF, 99.8%, MW: 73.09，购自LOBA Chemie Pvt. Ltd.)。用于界面聚合的化学品，哌嗪(PIP, 99%, MW: 86.14)和均苯三甲酰氯(TMC, 98%, MW: 265.48)购自西格玛奥德里奇印度私营有限公司。合成Mg MOF 74所需的材料...

Physico-chemical characterization of Mg MOF 74

图2(a)中的SEM显微照片展示了Mg-MOF-74的微观结构。图像显示棒状颗粒聚集呈花椰菜形状，与[47]研究中的观察结果相似。通过EDX mapping和能谱（图2b和d）对Mg MOF 74粉末组分的元素分布和组成进行了可视化和定量分析。该分析得出的元素分布如下：34.87 ± 0.22% C, 41.63 ± 0.20% O, 和 21.78 ± 0.11% Mg...

Conclusion

这项工作通过将Mg MOF 74整合到PES超滤(UF)和薄层复合(TFC-NF)膜中，推动了膜法水处理技术的发展，有效克服了渗透性、选择性和抗污染性之间长期存在的权衡问题。优化后的超滤膜(M17.5_M0.25)实现了水通量175%的提升，同时保持了高的BSA截留率(>91%)和HA截留率(>98%)，以及卓越的抗污染性能(>88%的通量恢复率)和稳健的...