水处理膜表面结构的原子层沉积和静电纺丝法

随着水净化技术的发展,膜法因其分离效率高而备受关注。然而,由于膜污染造成的低截留率和膜通量的降低仍然是其实际应用的巨大挑战。因此,膜的表面改性被广泛应用于膜法的改进。

例如,传统的溶胶-凝胶涂层方法通常使用功能性顶层来防止污垢积聚/吸附。这种传统的方法限制了膜的物理和化学性质的精确设计,从而阻碍了膜性能的提高。一种先进的方法是原子层沉积,即在原子层上覆盖一层均匀的金属氧化物层。由于其对金属氧化物层厚度的精确控制,它主要用于调节膜的孔结构和/或表面亲水性。因此,通过对膜表面化学结构的设计,可以提高膜的截留效果,减少膜污染。静电纺丝制备纳米纤维是改变膜的物理化学性质的另一种方法。

它通过将特定的纳米材料整合到静电纺纳米纤维中,设计膜的表面化学结构(例如,亲水性/疏水性和表面粗糙度)。静电纺丝可以通过控制制备工艺的改变来调节孔隙率。虽然人们对膜表面改性进行了大量的研究,但对这些功能化方法的技术进展和面临的挑战却缺乏文献综述。本文综述了以下几个方面:一是纳米材料(如石墨烯基纳米材料、碳纳米管和二氧化钛)及其表面改性方法的介绍;二是ALD和静电纺丝在膜水处理中的应用综述;iii)深入了解将其应用于膜工业的技术挑战和未来前景。