DOI: 10.1021/acs.estlett.1c00128
全氟烷基物質和多氟烷基物質(PFASs)由于其毒性和在水生環境中的廣泛存在而備受關注。這項研究報告了一種高度多孔的胺官能化膜,用于從污水中快速捕獲GenX和其他陰離子PFASs(例如,全氟辛烷磺酸鹽(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)),其能耗幾乎為零。以交聯聚乙烯醇為粘合劑,通過靜電紡絲制備的聚二烯丙基二甲基氯化銨膜具有約2700 L m-2 h-1 kPa-1的高透水性。這種高滲透性使得重力驅動的污水快速過濾僅需5cm的水頭,相應的能耗僅為2.7×10-4 kWh/m3。同時,該膜表現出對GenX(>97%)、PFOS(>99%)和PFOA(>99%)的高效捕獲,對GenX的捕獲能力高達1.2×106μg/m2。用小體積的NaCl/甲醇溶液回收并濃縮所捕獲的GenX,同時使膜再生以供再次使用。經過12個循環的捕獲-回收試驗,膜的GenX回收率高達94%,體積濃度系數為40。綜上所述,該研究為有效捕獲和回收GenX提供了一種有前途的策略。
圖1.(A)膜形態的SEM顯微照片。(B)C、H和N的元素組成。(C)克重(即每單位膜面積的質量)和孔隙率。(D)各種PDDA膜的透水性。誤差線代表從至少三個獨立樣品中獲得的標準偏差。
圖2.(A)各種PDDA膜的GenX捕獲率與GenX負載的函數關系,以及(B)PDDA-2膜的PFOS、PFOA和GenX捕獲率。實驗條件:含200μg/L GenX的2L進料溶液,有效膜過濾面積為3.3cm2,水頭為5.0cm。為了捕獲PFOA和PFOS,進料溶液的體積為4L,而其他實驗條件相同。誤差棒代表從至少三個獨立樣品中獲得的標準偏差。
圖3.在12個捕獲-回收循環中,PDDA-2膜對GenX的捕獲率。實驗條件:含200μg/L GenX的2L進料溶液,有效膜過濾面積為3.3cm2,水頭為5.0cm。在每個過濾循環結束時,將體積比為30:70的50mL 10g/L NaCl和甲醇的混合物添加到池中,以回收捕獲的GenX并再生膜。隨后,將50mL的去離子水添加到該池中,以沖洗膜,從而進行下一個過濾循環,共進行了十二個循環的過濾試驗。
圖4.用于持續捕獲和處理GenX的重力驅動膜過濾技術的圖示。