聚苯胺修饰石墨相氮化碳纳米片增强聚酰胺薄膜纳米复合膜脱盐与抗生物污染性能研究

本文推荐：该研究通过热聚合法合成聚苯胺修饰石墨相氮化碳纳米片（Pani@g-CN），并将其掺入聚酰胺（PA）活性层中，显著提升了反渗透（RO）薄膜纳米复合（TFN）膜的脱盐性能（NaCl截留率97.7%，Na2SO4截留率98.8%）和抗生物污染能力（对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌率分别达96.7%和86.8%），为海水淡化膜技术提供了创新解决方案。

　　

Highlight

当前研究通过将聚苯胺修饰的石墨相氮化碳纳米片（Pani@g-CN）融入聚酰胺（PA）活性层，显著提升了薄膜纳米复合（TFN）反渗透（RO）膜的性能。50-PANI@g-CN/MPD-TMC膜在30 bar压力下渗透通量达17.2 L·m^?2·h^?1，NaCl和Na₂SO₄截留率分别高达97.7%和98.8%，远超对照组（通量11.6 L·m^?2·h^?1）。抗生物污染测试显示，该膜对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）的抑菌率分别达96.7%和86.8%，而对照组仅40.4%和31.1%。

Characteristics of Pani@g-CN nanosheets and TFN membranes

通过FTIR、HRTEM等技术证实，Pani@g-CN纳米片具有氨基（>NH/-NH₂）和苯环sp² C-H键特征峰（3000 cm^?1），其均匀分布使PA活性层无缺陷，从而提升膜性能。

Conclusions

研究表明，调控纳米材料化学性质可增强其与PA层的相容性，不仅实现纳米材料均匀分布，还赋予膜高渗透性和选择性。Pani@g-CN的引入解决了传统膜低通量与抗污染能力不足的难题，为海水淡化膜技术开辟了新路径。