发现商业评论 旗下
洞察商业 启迪未来

上海行恒科技设备赋能科研创新:NBs-GO膜实现染料废水高效截留与高通量突破

   时间:2026-05-22 05:37 来源:快讯作者:顾青青

浙江农林大学与宁波大学联合研究团队在膜分离技术领域取得突破性进展,相关成果发表于《环境工程技术学报》。研究团队利用上海行恒科技有限公司研发的LF-1500微纳米气泡发生器,成功开发出一种兼具高渗透性与高选择性的纳米气泡-氧化石墨烯(NBs-GO)复合膜。该膜对亚甲基蓝等染料的截留率高达99.88%,同时水渗透率较传统氧化石墨烯膜提升超50.8%,为解决膜分离技术中渗透性与选择性相互制约的难题提供了创新方案。

研究团队通过创新性地将纳米气泡技术引入氧化石墨烯膜制备过程,构建了新型复合膜结构。具体工艺为:将氧化石墨烯悬浮液经微纳米气泡发生器循环处理,使纳米气泡吸附于片层表面形成NBs-GO悬浮液,再通过真空抽滤在基底上成膜。扫描电镜观测显示,复合膜表面平整度显著优于传统膜,接触角测试表明其亲水性提升约20%,这得益于纳米气泡界面效应对膜表面性质的改善。

性能测试数据显示,NBs-GO膜在染料分离领域表现优异。对亚甲基蓝、罗丹明B、副品红三种典型染料,截留率均稳定在95%以上,其中对亚甲基蓝溶液的水渗透率达989.7 L/(m²·h·MPa),较传统膜提升50.8%。X射线衍射分析揭示,湿润状态下复合膜层间距扩大至11.37 Å,为水分子传输提供了更宽敞的通道。Zeta电位测试进一步证实,纳米气泡的引入使悬浮液负电性增强,从-42.51 mV提升至-53.15 mV,强化了膜与带正电染料分子间的静电排斥作用。

研究深入探讨了关键工艺参数对膜性能的影响机制。实验表明,高温(80℃)条件下制备的氧化石墨烯所成复合膜性能更优,其水渗透率是低温(10℃)制备膜的3倍以上。膜厚度优化实验发现,100 nm厚度膜在渗透性与截留率间达到最佳平衡。值得注意的是,在过滤过程中额外引入纳米气泡反而会降低水渗透率,这归因于带负电的气泡与带正电染料分子的结合削弱了电荷排斥效应。

长期稳定性测试验证了该膜的工业化应用潜力。在72小时连续过滤实验中,复合膜对亚甲基蓝的截留率始终保持在90%以上,水渗透率波动小于5%。与同类纳滤膜的对比分析显示,NBs-GO膜在水渗透率(868.3 L/(m²·h·MPa))和截留率(99.93%)两项核心指标上均达到国际领先水平。

机理研究表明,纳米气泡在膜结构中扮演着"纳米支架"的关键角色。其通过三方面作用提升膜性能:一是插入片层间防止π-π堆叠导致的通道阻塞;二是作为物理支撑增大层间距;三是通过界面效应增强膜表面亲水性。这种纯物理改性方法避免了传统化学交联剂的毒性残留与二次污染,为绿色环保型膜材料的开发提供了新思路。该成果在纺织印染废水深度处理领域具有重要应用价值,相关技术已申请国家发明专利。

 
 
更多>同类内容
全站最新
热门内容