Bioinspired nanobubble water channel membranes for ultrafast osmosis desalination

海水淡化 水运 反渗透 正渗透 材料科学 膜蒸馏 渗透 纳米技术 化学工程 水流 化学 环境工程 工程类 环境科学 生物化学
作者
Lu Zhang,Fu Liu,Jianqiang Wang,Hua‐Tay Lin,Qiang Han
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier]
卷期号:675: 121554-121554 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2023.121554
摘要

Biological water channels (BWCs) and artificial water channels (AWCs) exhibit standout water-to-ion selectivity. However, difficult membrane integration threatened their desalination application. Inspired by biological cell membranes, an ultrafast osmosis desalination membrane is fabricated with air nanobubbles adhered on fluorinated carbon nanotubes (ANBs-FCNTs) interlayer sandwiched between polyacrylonitrile (PAN) nanofiber layers. Water transport through nanobubble water channel is accelerated by nanobubble gating for selective transport and nanobubble-lubricated water channels for low friction, which was confirmed by varying combination modes of forward osmosis (FO) and membrane distillation (MD). Superior salt rejection is achieved by efficient nanobubble gating, resulting from the combined action by size screening, fast surface slip, electrostatic shielding and sufficient adsorption of ANBs-FCNTs interlayer. In nanofluidic diode membrane concatenation model, multistep capillary force provides enhanced water flux, whereas multi-staged concatenation layers offer more barrier gating for the ion's diffusion, thus resulting in higher permselectivity. The bioinspired nanobubble membranes can achieve high water flux (479.8 L m−2 h−1), high rejection (>95%) to solutes and low reverse salt flux (0.686 g m−2 h−1) under robust and continuous cross flow operation, which outperformed the state-of-the-art forward osmosis membranes. The electrospinning and deposition technique allows for scalable membrane preparation for desalination, resources and energy production.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
重景完成签到 ,获得积分10
刚刚
Stove完成签到,获得积分10
1秒前
研友_VZG7GZ应助乐求知采纳,获得10
1秒前
哦吼完成签到 ,获得积分10
4秒前
FashionBoy应助不当脆脆鲨采纳,获得10
4秒前
刻苦的芝完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
努力成为科研大佬完成签到,获得积分10
6秒前
研友_rLmNXn发布了新的文献求助10
8秒前
sumu完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
一枕槐安完成签到 ,获得积分10
11秒前
eau发布了新的文献求助10
11秒前
14秒前
14秒前
15秒前
炙热的白风完成签到,获得积分10
17秒前
Zoe完成签到,获得积分10
17秒前
CipherSage应助Yangzx采纳,获得10
18秒前
小冉发布了新的文献求助10
19秒前
赘婿应助hj采纳,获得10
20秒前
乐求知发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
椰子发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
23秒前
24秒前
高贵夏波完成签到,获得积分10
25秒前
娜行发布了新的文献求助10
28秒前
顾矜应助炙热的白风采纳,获得10
29秒前
小奶球发布了新的文献求助10
31秒前
SciGPT应助小冉采纳,获得10
32秒前
34秒前
34秒前
37秒前
37秒前
小奶球完成签到,获得积分20
38秒前
38秒前
38秒前
高分求助中
좌파는 어떻게 좌파가 됐나:한국 급진노동운동의 형성과 궤적 2500
Sustainability in Tides Chemistry 1500
TM 5-855-1(Fundamentals of protective design for conventional weapons) 1000
CLSI EP47 Evaluation of Reagent Carryover Effects on Test Results, 1st Edition 800
Cognitive linguistics critical concepts in linguistics 800
Threaded Harmony: A Sustainable Approach to Fashion 799
Livre et militantisme : La Cité éditeur 1958-1967 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3053642
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2710842
关于积分的说明 7423746
捐赠科研通 2355391
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1247143
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 606239
版权声明 595992