胺插层氧化石墨烯膜用于纺织废水中染料的回收：高效选择性分离与盐分低截留性能研究

纺织工业废水含有高浓度染料和盐分，传统处理方法难以实现资源化回收。本研究通过胺插层改性氧化石墨烯(GO)膜，开发出具有高染料截留率(>97%)和低盐截留率(32%)的分离膜，其中1,3-二氨基丙烷(DAP)改性膜表现最优。该技术为纺织废水处理提供了兼具高渗透性和选择性的新型解决方案，对实现染料回收和水资源循环利用具有重要意义。

　　

纺织工业每年产生大量含染料和盐分的废水，这些污染物不仅造成水资源浪费，还会破坏水生生态系统。传统生物处理法对合成染料束手无策，而现有膜技术又面临渗透性与选择性难以兼得的困境。特别是对于分子量约300 g mol^-1
的小分子染料，常规纳滤膜往往需要牺牲通量来实现有效截留。如何在保证高染料截留的同时降低盐分截留，成为实现染料回收再利用的关键挑战。

针对这一难题，来自西班牙阿尔卡拉大学等机构的研究团队在《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》发表创新成果。研究人员通过胺插层技术对GO膜进行改性，系统考察了不同胺类分子和溶剂介质对膜性能的影响。研究发现1,3-二氨基丙烷(DAP)改性的GO膜展现出卓越性能，在保持3.5 L h^-1
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bar^-1
高渗透性的同时，实现了>97%的染料截留率和仅32%的盐截留率，为纺织废水处理提供了新型解决方案。

研究采用X射线光电子能谱(XPS)分析膜表面化学组成，X射线衍射(XRD)测定层间距变化，结合扫描电镜(SEM)观察微观结构。通过错流过滤装置评估膜性能，采用紫外-可见光谱和电导率分别测定染料和盐分浓度。

【膜表征】XPS分析证实胺成功插层，氮原子百分比最高达10.1%。XRD显示胺插层使GO层间距从8.1 ?扩大至13.5 ?，其中DAP改性膜达11.5 ?。接触角测试表明脂肪胺增强亲水性，芳香胺则增加疏水性。

【染料截留测试】所有GO-胺膜对分散蓝3(DB)截留率>99%。DAP改性膜渗透性达3.4 L h^-1
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，是原始GO膜的3倍。100小时连续测试显示膜结构稳定，性能无显著衰减。

【染料-盐混合分离】水相制备的DAP改性膜展现最佳选择性：染料截留97%同时盐截留仅32%。乙醇溶剂制备的膜虽盐截留达82%，但渗透性降低至0.7 L h^-1
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。

这项研究通过精准调控GO层间化学环境，创制出具有"分子筛分"功能的智能分离膜。DAP的适度链长既能扩大层间距提升通量，又通过氨基与染料的特异性相互作用保证截留效率。该技术突破了传统膜材料"trade-off"效应的限制，为纺织废水资源化提供了新思路。特别值得注意的是，研究首次实现了对小分子染料(300 g mol^-1
)的高效选择性分离，这对处理真实工业废水具有重要应用价值。未来通过优化胺分子结构和制备工艺，这类膜材料有望在工业水处理领域实现规模化应用。