通过将铁纳米颗粒化学结合到氧化石墨烯上来合成反渗透（RO）膜，用于海水淡化

《Polymer》：Synthesis of RO membranes with iron nanoparticles chemically anchored to graphene oxide for seawater desalination

　　

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  首次生物污垢研究，测试了化学固定化的GO-FeNP作为膜涂层的效果
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  具有化学固定化GO-FeNP的改性膜具有更高的通量
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  涂有GO-FeNP的膜比未涂层的膜具有略低的盐阻挡率
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  GO-FeNP涂层有助于缓解生物污垢问题

章节片段

引言

反渗透（RO）是目前最广泛使用的海水淡化膜技术[1]，因为它效率高、成本低于其他技术[2]，并且占全球所有海水淡化装机容量的65%[3]。RO提供了全球1%的饮用水[4]。因此，研究和不断改进这种类型的膜至关重要，特别是对于面临水资源短缺的地区。

尽管RO膜在商业上取得了成功，但它们仍然存在一些问题

材料

使用了以下化学试剂：用于合成GO的石墨（矿物石墨作为原材料），硫酸（H₂SO₄，>95%），硝酸（HNO₃，68–70%）和高锰酸钾（KMnO₄，>97%）作为氧化剂，过氧化氢（H₂O₂，30% v/v）用于停止氧化过程。硝酸铁（Fe(NO₃)₃•9H₂O；>99%，ACS，Fermont），乙醇（C₂H₅OH；>99%，J.T. Baker），硼氢化钠（NaBH₄；>99%，Fluka）用于合成FeNPs。

FeNPs和GO-FeNP的合成与表征

图2显示了清洁涂层和未涂层膜的表面FESEM图像。在涂有现场合成纳米材料的膜上可以观察到纳米颗粒聚集（用黄色圆圈标出）（图2 b、c、e和f）。这主要是由于纳米材料合成过程中GO和FeNPs之间的物理相互作用，以及FeNP高表面能导致持续的聚集倾向。然而，在GO-FeNP和GO-FeNP-C

结论

纳米材料的合成和用于膜涂层的方法显著影响了本文研究的膜的抗菌和淡化性能。非现场合成的纳米材料在膜上形成了部分屏障，减少了水通过膜的渗透。然而，与商用膜相比，涂有这种合成材料的膜在两种研究条件下的通量都有轻微增加。

CRediT作者贡献声明

Gustavo A. Fimbres Weihs：写作 – 审稿与编辑，监督，资源管理，项目实施，资金筹集。Alejandra García-García：写作 – 审稿与编辑，验证，监督，资源管理，调查，数据分析。Jaime Alioscha Cuervo-Parra：写作 – 审稿与编辑，监督。Julia Elizabeth Madue?o-Moreno：软件开发，数据分析，数据管理。Maria Magdalena Armendariz-ontiveros：写作 –

? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

CONACYT（授权号PDCPN 2015-1221）和索诺拉技术学院通过PROFAPI基金（项目2023-008）提供的资助。其中一位作者（J.E.M-M.）还要感谢索诺拉技术学院提供的奖学金资助。

M.M. Armendáriz-Ontiveros|J.E. Madue?o-Moreno|T. Romero-Cortes|V.H. Perez Espa?a|J.A. Cuervo-Parra|M. Peralta-Gil|A. García García|G.A. Fimbres Weihs