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Synthesis of nanofiltration membranes with enhanced monovalent and divalent selectivity using β-cyclodextrin, tannic acid and ZIF-8

单宁酸 纳滤 二价 化学 选择性 环糊精 基质(水族馆) 单体 咪唑酯 无机化学 核化学 化学工程 色谱法 有机化学 聚合物 生物化学 催化作用 工程类 地质学 海洋学
作者
Yuchen Du,Biplob Kumar Pramanik,Yang Zhang,Veeriah Jegatheesan
出处
期刊:Desalination [Elsevier BV]
卷期号:561: 116685-116685 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.desal.2023.116685
摘要

β-cyclodextrin (β-CD) and tannic acid (TA) together as an organic phase and zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8) as an additive can be used along with trimesoyl chloride (TMC) as a monomer to synthesize nanofiltration (NF) membranes. Those membranes have better separation performance and provide higher flux. In this study, a new NF membrane was synthesized using them to investigate the effects of monomer concentration, substrate morphology, and reaction temperature on membrane performance. The results showed that when the concentrations of both β-CD and TA were 1 wt%, the membranes had the highest selectivity (2.99) for monovalent and divalent salts. A 10-fold increase in TMC concentration (0.05 to 0.5 wt%) optimized membrane selectivity and flux. When both spongy and cavernous structures were present in the substrate, the membranes could achieve >85 % removal of monovalent and divalent salts. After the introduction of ZIF-8, the roughness of the membrane increased, and the removal rate of monovalent salts decreased significantly, resulting in a salt selectivity of 7.97 and a flux up to 27.81 ± 1.17 L/(m2 h). The growth of ZIF-8 on the membrane surface was assisted by an increase in the reaction temperature.
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