Enhancing Silica Scaling Resistance and Perm-Selectivity of Reverse Osmosis Membranes via Increased Charge Density and Suppressed Coordination Capacity

渗透 反渗透 选择性 缩放比例 化学工程 化学 膜技术 材料科学 渗透 有机化学 催化作用 生物化学 几何学 数学 工程类
作者
Zhiwei Qiu,Hailan Wang,Ruobin Dai,Zhiwei Wang
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acs.est.4c13117
摘要

Silica scaling poses a substantial challenge in the advanced treatment of industrial wastewater by reverse osmosis (RO) membranes, while the existing methods modifying RO membranes to enhance antisilica scaling performance often compromise water permeance. Herein, we fabricated a sulfonated RO membrane (SLRO) using sodium lignosulfonate as a comonomer, achieving an enhanced charge density and reduced coordination capacity. SLRO exhibited superior antisilica scaling performance, reducing scaling rates by ∼145, ∼166, and ∼157% under acidic, neutral, and alkaline conditions compared to the control. Reduced density gradient analysis confirmed that sulfonic acid groups (-SO3H) on the SLRO surface increased the repulsion of silicic acid. Moreover, the SLRO demonstrated reductions of ∼112, ∼137, and ∼133% in cation-mediated silica scaling rates under the same conditions, attributed to the weaker coordination between -SO3H and cations, which diminished the cation-bridging effect. Furthermore, SLRO membranes exhibited high pure water permeance (3.3 L m-2 h-1 bar-1) and NaCl rejection (99.2%), with a water/NaCl selectivity (7.8 bar-1) three times greater than that of the control (2.6 bar-1), primarily attributed to increased surface roughness and reduced apparent thickness of the PA layer. Our work provides a robust strategy for fabricating silica scaling-resistant RO membranes with improved perm-selectivity.
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
老伯unit发布了新的文献求助10
1秒前
大只佬完成签到 ,获得积分10
1秒前
Underoos完成签到,获得积分20
3秒前
5秒前
6秒前
11秒前
Ayumi发布了新的文献求助30
11秒前
zhuhaot完成签到,获得积分10
13秒前
缥缈纲完成签到,获得积分10
15秒前
桐桐应助波比采纳,获得10
17秒前
王铭元完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
天天快乐应助wuxidixi采纳,获得10
20秒前
20秒前
yue发布了新的文献求助10
21秒前
美满的乐瑶关注了科研通微信公众号
21秒前
21秒前
21秒前
22秒前
研友_LMBAXn完成签到,获得积分10
22秒前
俊秀的丹翠关注了科研通微信公众号
23秒前
小北完成签到,获得积分10
24秒前
wing完成签到 ,获得积分10
25秒前
欢--发布了新的文献求助10
25秒前
25秒前
0128lun完成签到,获得积分10
26秒前
祁南松完成签到 ,获得积分20
27秒前
称心凡发布了新的文献求助10
27秒前
An发布了新的文献求助10
27秒前
NexusExplorer应助无奈柚子采纳,获得10
28秒前
qianyuan发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
错过的风景完成签到,获得积分10
28秒前
29秒前
30秒前
在水一方应助武迪采纳,获得10
30秒前
喝茶时不准说话完成签到,获得积分10
31秒前
曦cherish发布了新的文献求助10
31秒前
可爱的函函应助帅气的猫采纳,获得10
32秒前
叶宇豪发布了新的文献求助10
32秒前
高分求助中
Encyclopedia of Mathematical Physics 2nd edition 888
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Hydropower Nation: Dams, Energy, and Political Changes in Twentieth-Century China 500
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Pharmacological profile of sulodexide 400
Optical and electric properties of monocrystalline synthetic diamond irradiated by neutrons 320
共融服務學習指南 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3805315
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3350274
关于积分的说明 10348210
捐赠科研通 3066165
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1683589
邀请新用户注册赠送积分活动 809064
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 765214