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华中科技大学王艳教授课题组:基于硼酸酯pH响应性的可再生抗菌纳滤分离膜
CBG资讯 江苏 / 时间:2023-04-04 10:30:57

网易新闻4月2日讯:作为高效环保可持续的水处理技术,膜分离技术自产生开始持续为日益短缺的水资源问题提供新方案。然而,膜分离过程中不可避免的膜生物污染问题一直是限制其进一步发展的难题。膜污染一旦产生将直接影响膜的分离效果、缩短膜使用寿命。因此开发膜的可持续/可再生抗生物污染策略尤为重要。近日,华中科技大学王艳教授课题组在该领域取得了新进展(Adv. Funct. Mater. 2023, 2213471)。

前沿科研成果

基于硼酸酯pH响应性的可再生抗菌纳滤分离膜

随着人们生产生活水平的不断提高,全球面临水资源短缺问题。而膜分离技术作为分离效率高、操作条件温和、应用范围广泛的水处理技术为日益严峻的水短缺现状提供了可持续的解决方案。

然而,由于料液一侧分离膜表面不可避免地与待处理废水中的矿物质、有机物和微生物接触,几乎所有的膜都面临污染问题。更严重的是,由生物污染物在膜表面增殖形成的生物膜会严重阻塞水流通道,增大水处理过程中水的渗透阻力,造成水通量下降,加快膜老化,增加运行成本。

因此,研究者们不断向膜材料中引入抗菌剂以提升膜的抗生物污染性能,以保证其稳定的分离效率。但可惜的是,引入的抗菌剂始终会面临抗菌时效短,抗菌剂易耗尽的问题。在此背景下,如何能赋予膜可再生的抗菌性显得尤为重要。

近日,华中科技大学化学与化工学院王艳教授课题组提出了一种基于硼酸酯pH响应性的膜表面可再生抗菌剂接枝的策略,以单胺基的单体成功制备富含硼酸基团的薄膜复合 (TFC) 纳滤 (NF) 膜的超薄选择层。所制备的TFC膜表面的硼酸基团可识别多种带有二醇基团的抗生素,并可以通过pH响应性将其多次反复引入膜表面,成功赋予膜可再生抗菌性(图1)。

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图1. 在pH响应下具备可再生抗菌性的氨基硼酸TFC膜(图片来源: Adv. Funct. Mater. )

该研究成果以“A Boronate Ester Driven Rechargeable Antibacterial Membrane for Fast Molecular Sieving”为题发表在国际材料领域权威期刊Adv. Funct. Mater.上。文章第一作者是华中科技大学博士生易鸣,通讯作者为化学与化工学院王艳教授。该研究得到国家自然科学基金委的支持。

论文信息:A Boronate Ester Driven Rechargeable Antibacterial Membrane for Fast Molecular Sieving(doi.org/10.1002/adfm.202213471)

Ming Yi, Thi Dao Nguyen, Huan Liu, Yafang Liu, Shu Xiong, and Yan Wang*

(本刊有删节)详情见华中科技大学官网