先进膜材料与过程团队在《Separation and Purification Technology》期刊发表最新研究成果

近日，淮阴师范学院先进膜材料与过程团队青年教师毛恒洋以第一作者在《Separation and Purification Technology》期刊上发表题为“Anti-fouling and easy-cleaning PVDF membranes blended with hydrophilic thermo-responsive nanofibers for efficient biological wastewater treatment”的论文，该研究得到了国家自然科学基金和江苏省高等学校自然科学基金的支持。《Separation and Purification Technology》是工程技术领域的国际知名期刊，最新影响因子7.312，中科院1区期刊。

COVID-19病毒爆发以来，全球开展努力致力于杜绝病毒在环境中的传播。其中，膜分离技术可以通过筛分作用有效防止病毒在水体中的传递。聚偏氟乙烯（PVDF）膜机械稳定性强，具有较好的化学稳定性和热稳定性，是水处理膜的理想材料。但是在水处理过程中，由于PVDF膜表面能较低，且呈疏水性，使得其耐生物污染性较差，进而导致膜性能急剧下降。对PVDF膜进行亲水改性，增加膜表面水合层厚度，从而减弱膜界面与微生物的粘附力，可以有效缓解膜污染。凹凸棒石（ATP）纳米纤维是天然亲水材料，本团队前期研究表明，将ATP引入至PVDF膜中可以有效改善膜材料的亲水性，提高抗污染效果。在过滤含有牛血清蛋白（BSA，常用于模拟含微生物体系）的水体系中，ATP改性的PVDF膜可以减少50-80%左右的BSA污染，但是剩余的20-50%BSA污染仍然难以去除。

在这项研究中，本文报道了一种具有热敏性的凹凸棒石（t-ATP）改性的PVDF膜。将热敏材料接枝到ATP表面获得t-ATP，然后和PVDF共混制备分离膜。t-ATP表面的热敏性高分子链在不同温度下表面出伸缩特性，可以吸收或者释放膜界面处的水分子。在温度切换过程中，配合低功率超声波极易打破粘附在膜表面的BSA污染层，可以显著提高膜通量，经过简单的清洗处理就能去除89%以上的BSA污染，从而避免了膜清洗过程中使用酸碱试剂或使用高强度超声波。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2021.119881