Effects of -COOH and -NH2 on adsorptive polysaccharide fouling under varying pH conditions: Contributing factors and underlying mechanisms-西安理工大学科技处

Effects of -COOH and -NH2 on adsorptive polysaccharide fouling under varying pH conditions: Contributing factors and underlying mechanisms

来源：　时间：2022-06-16 　点击数：

期刊名称： Journal of Membrane Science

影响因子：8.742

作者：王毅凡，郑兴^*，王子，石曌玲，孔瓒，钟闵，薛锦凯，张耀中

论文介绍：

当前，应用膜技术进行饮用水净化、污水深度处理以及海水淡化是水处理领域的大势所趋，然而膜污染是限制膜系统长期经济运行的关键因素。其中，水体中的多糖是造成膜污染的关键物质之一。其大量存在的普遍性亲水官能团（-COOH和-NH₂）参与膜污染的具体作用过程需要得到关注。由于官能团的影响与水化学有关，pH值对多糖污染严重性的影响也应被深入研究。本文研究了不同pH值下-COOH和-NH₂官能团对膜表面吸附性多糖污染的影响。海藻酸钠（SA：富含-COOH）和壳聚糖（CTS：富含-NH₂）被选为典型的多糖用于实验。使用石英晶体微天平和耗散（QCM-D）以及原子力显微镜（AFM）测定了不同pH值下两种多糖在PVDF和GO-PVDF膜表面的吸附行为。结果表明，在pH值为4-6的范围内，污染物的粘附力及其可逆性取决于官能团的种类。当有机物富含-COOH时，增加pH值可以减少它们在膜表面的沉积，并减轻不可逆性。对于-NH₂官能团而言，由于质子化程度的降低，pH值的增加导致了更严重不可逆污染。使用GO进行改性可以减缓这两种多糖在PVDF膜上的吸附性污染；但是，减轻的程度取决于多糖上官能团的丰富程度。这项工作拓展了人们对具有特定官能团多糖的污染行为的理解。另外，所研究的不同水化学条件下有机物结构的变化，将有助于理解膜污染后的化学清洗过程。该研究成果发表在中科院SCI一区期刊Journal of Membrane Science上。