Evolution of morphology, structure, and performance of the COF membranes with monomer concentrations: Enabling effective desalination and kinetics analysis

海水淡化 结晶度 纳米孔 动力学 化学工程 单体 无定形固体 扩散 界面聚合 努森扩散 化学 高分子化学 材料科学 结晶学 有机化学 工程类 聚合物 物理 热力学 生物化学 量子力学
作者
Li-ping Yue,Fanxin Kong,Yi Wang,Guangdong Sun,Aiguo Zhou,Jinfu Chen
出处
期刊:Desalination [Elsevier BV]
卷期号:583: 117712-117712 被引量:20
标识
DOI:10.1016/j.desal.2024.117712
摘要

Fabricating crystalline covalent organic framework (COF) membrane with sub-nanopores for desalination remains challenging. Monomer (p-phenylenediamine (Pa) and 1,3,5-triformylphloroglucinol (Tp)) concentration) was crucial to tailor the diffusion-reaction of monomers in the p-toluenesulfonic acid (PTSA)-mediated interfacial catalytic polymerization process for crystalline TpPa-COF membrane fabrication. By increasing monomer concentration, membrane surface color evolved from light yellow to dark orange. TpPa-COF layers with adjustable thickness (90.47–436 nm) transformed from amorphous to crystalline with crystalline and cross-linking degree increasing from 16.47 % to 73.90 %, and 66.40 % to 87.60 %, respectively. Pore size decreased from 1.69 to 0.17 nm, while Na2SO4 rejection significantly increased from 26.7 % to 90.4 %. A 3-day filtration test for RO concentrate demonstrated the stability and robust desalination performance with SO42− and Mg2+ rejection ratio of 74.3 ± 1.08 % and 65.6 ± 1.33 %, respectively. Diffusion behavior experiments demonstrated that diffusion coefficient for Pa-PTSA complex (6.49 × 10−5–8.87 × 10−5 cm2 s−1, Pa > 0.05 wt%) higher than Tp (3.53 × 10−6–6.39 × 10−6 cm2 s−1, Tp > 0.006 wt%) by one order of magnitude promoted structural crystallinity and regulated assembly at the interface, resulting in sub-nanopore TpPa-COF layers. This study highlighted the importance of monomer concentration on the COF membrane formation, providing valuable insights for the highly crystalline COF membrane fabrication.
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
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
Samuel完成签到,获得积分10
刚刚
已知中的未知完成签到 ,获得积分10
刚刚
Solkatt完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
left_right完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
dmr发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
小苏打完成签到,获得积分10
1秒前
自由储发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
小羊肖恩完成签到,获得积分10
1秒前
mary发布了新的文献求助30
2秒前
wx123发布了新的文献求助10
2秒前
啦啦啦发布了新的文献求助10
2秒前
西格玛发布了新的文献求助10
3秒前
Juvenilesy应助ZZY采纳,获得10
3秒前
3秒前
嘤嘤怪完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
3秒前
李小轩发布了新的文献求助10
3秒前
wr发布了新的文献求助10
3秒前
nonopanda发布了新的文献求助10
4秒前
Jiaaaa完成签到,获得积分10
4秒前
qizhang完成签到,获得积分10
4秒前
彼岸@发布了新的文献求助10
5秒前
Samuel发布了新的文献求助30
5秒前
欣喜难敌完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
wang发布了新的文献求助10
6秒前
彭彭完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
zeng完成签到,获得积分10
6秒前
在水一方应助嘤嘤怪采纳,获得10
6秒前
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The anomeric effect 1314
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7735130
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9285289
关于积分的说明 20170462
捐赠科研通 7313166
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3304828
关于科研通互助平台的介绍 2457430
邀请新用户注册赠送积分活动 2314219