综述：原子层沉积和静电纺丝法表面构建用于水处理的膜

Environ. Sci.: Water Res. Technol.：综述：原子层沉积和静电纺丝法表面构建用于水处理的膜

DOI: 10.1039/C9EW01134J

随着水净化技术的发展，膜法因其分离效率而备受关注。然而，膜污染导致的低截留率和降低的通量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提高膜法。例如，传统的溶胶-凝胶涂覆方法通常采用功能性的顶层来防止污垢的积聚/吸附。这种常规方法限制了以精确的方式设计膜的物理化学性能，从而阻碍了膜性能的提高。一种先进的方法是原子层沉积法，即在原子级上涂覆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，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并减轻膜污染。通过静电纺丝制备电纺纳米纤维是另一种用来改变膜的物理化学性质的方法。它通过将特定的纳米材料集合到电纺纳米纤维中来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方案的变化来调节孔隙率。尽管对膜表面改性进行了大量的研究，但缺乏关于这些功能化方法的技术进展和面临挑战的文献综述。这篇综述提供以下内容：i）纳米材料（例如石墨烯基纳米材料、碳纳米管和二氧化钛）以及三种表面改性方法的介绍；ii）ALD和静电纺丝在膜法水处理中的应用总结；iii）深入了解将其广泛应用于膜行业的技术挑战以及未来前景。

图1.石墨烯基纳米材料的分类。

图2.（a）CNTs的示意图：a.SWCNTs，b.碳纳米管，c.DWCNTs，和d.由含富勒烯的SWCNTs和（b）类型的CNTs（（e）HACNTs和（f）VACNTs）组成的豆荚状纳米管。

图3.污染物的光催化降解示意图。

图4.（a）ALD过程示意图和（b）来自TiCl4的TiO2薄膜上的ALD沉积循环。

图5.静电纺丝过程示意图。

图6.电纺纳米纤维膜的SEM图像：（A）MWCNTs-PAN/PP复合膜：（a-d）0.5-2％MWCNT负载和（B）PVDF-HFP纳米纤维：（a）顶层，（b）底层和（c，d）剖面图。

图7.溶胶-凝胶浸涂工艺的示意图：（a）浸涂工艺，（b）溶胶-凝胶形成，和（c）通过固化形成膜。

链接地址：http://www.espun.cn/News/Detail/43263

文章来源：易丝帮