Изображение иллюстрирует регулируемую смачиваемость двухсторонней ковалентной органической каркасной мембраны (COF), синтезированной с помощью микроволновой межфазной полимеризации. Мембрана демонстрирует супергидрофильные и почти гидрофобные свойства, обеспечивая превосходные возможности фильтрации воды. Кредит: Нью-Йоркский университет Абу-Даби
Группа исследователей Нью-Йоркского университета в Абу-Даби (NYUAD) разработала новый подход, который использует микроволновую технологию для более простого синтеза и точной настройки нового типа мембраны, которая эффективно очищает воду от широкого спектра загрязняющих веществ.
Методика мембранного синтеза занимает несколько минут, что делает ее одним из самых быстрых методов создания мембран с ковалентным органическим каркасом (COF). Эти мембраны действуют как фильтры в устройствах, предназначенных для очистки загрязненной воды от определенных загрязняющих веществ, что позволяет повторно использовать ее в различных приложениях — важное открытие в то время, когда эффективная очистка сточных вод становится жизненно важной в мире, которому угрожает нехватка воды.
Новый тип двухсторонней мембраны, характеризующийся уникальными супергидрофильными и почти гидрофобными поверхностями, позволяет эффективно удалять из воды загрязняющие вещества, такие как масла и красители. Эта двойная функциональность не только улучшает процесс фильтрации, но и наделяет мембраны сильными антибактериальными свойствами, что имеет решающее значение для долгосрочного использования и эффективности.
Опубликовано в Журнале Американского химического общества, исследование под названием «Настраиваемая смачиваемость двухсторонней мембраны COF для улучшенной фильтрации воды» представляет этот новый подход, разработанный Фарах Бенетту и Асмаа Джрад под руководством Али Траболси, профессора химии и соруководителя исследовательского центра NYUAD по водным ресурсам. Метод группы включает одношаговый микроволновый синтез, который происходит на границе раздела жидкость-водяной пар, что позволяет точно контролировать свойства мембраны без необходимости последующих модификаций.
«Точно настраивая время реакции, мы можем регулировать толщину мембраны, а также ее гидрофильные и гидрофобные характеристики», — пояснил Бенетту.
«Эта возможность позволяет нам адаптировать мембрану специально для различных типов загрязнителей воды, значительно повышая как эффективность, так и скорость очистки воды», — пояснил Джрад.
Мембраны COF, разработанные командой Нью-Йоркского университета в Абу-Даби, демонстрируют превосходную производительность при удалении нефти из смесей «масло в воде» и могут похвастаться исключительным потоком воды благодаря своей многослойной структуре и постоянной пористости. Кроме того, эти мембраны превосходят традиционные полимерные в сопротивлении органическому загрязнению, что является распространенной проблемой в мембранных системах фильтрации воды.
Эта технология представляет собой значительный шаг вперед в синтезе высококачественных кристаллических отдельно стоящих мембран COF.
«Наш метод не только упрощает процесс производства, но и улучшает разделительные возможности мембран, предлагая многообещающее решение критических проблем очистки воды во всем мире», — добавил Трабольси.
Дополнительная информация: Фарах Бенетту и др., Настраиваемая смачиваемость двухсторонней ковалентной органической каркасной мембраны для улучшенной фильтрации воды, Журнал Американского химического общества (2024). DOI: 10.1021/jacs.4c07559
Информация о журнале: Журнал Американского химического общества
Предоставлено Нью-Йоркским университетом
