电渗析中叔胺功能化聚合物膜实现铋(III)的高效分离：绿色回收技术的关键突破

本刊推荐：本研究通过溶剂浇铸填孔法制备了叔胺功能化聚合物膜（PFOAMs），在电渗析（ED）过程中实现了对Bi(III)的高选择性分离。膜材料通过三辛胺（TOA）与聚合物链的良好相容性构建连续离子通道，获得131.0×10?2 mmol·m?2·h?1的铋通量和超高的选择性系数（如PBi/Cu=483.9），性能显著优于商用AGU膜，为工业规模铋回收提供稳定高效的解决方案。

　　

Highlight

材料

TOA购自Macklin（中国上海），PVDF-HFP购自Sigma-Aldrich（美国）。多孔PTFE基底（孔隙率80%，孔径0.45μm）由金春环保科技有限公司（中国常州）提供。四氢呋喃（THF）、五水硫酸铜（CuSO₄·5H₂O）、五水硝酸铋（Bi(NO₃)₃·5H₂O）及其他金属盐与试剂购自国药集团化学试剂有限公司（中国上海）。旗舰商业阴离子交换膜AGU（ASTOM Corp., Japan）作为对比膜使用。实验用水均为超纯水（18.2 MΩ·cm）。

膜的微观形貌与化学结构

图2展示了制备膜的表面与截面形貌及截面能谱（EDX）图谱。从图2(a-c)可见，所有PFOAMs膜表面均呈现致密无孔结构，截面SEM图像中也未观察到明显孔隙或裂纹。膜表面存在显著凸起，表明其表面形貌相对粗糙。EDX mapping显示TOA和氟元素在膜内均匀分布，证实功能载体成功填充至PTFE多孔基质中并形成连续相。

结论

本研究通过溶剂浇铸填孔法制备的叔胺功能化填孔膜在电渗析中实现了对Bi(III)的卓越选择性分离。膜微观结构表征与化学分析表明聚合物链与TOA分子具有良好的相容性。PFOAM50膜展现出更均匀的功能基团分布和更有序的微相结构，这两者对实现高效离子传输与选择性至关重要。