膜分離技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、能耗低、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。目前膜分離技術(shù)，尤其是超濾技術(shù)，由于其靈活性、性價(jià)比高、效率高、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，在污水處理、水凈化、蛋白質(zhì)濃縮、酶縮、酶提取等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)。
然而傳統(tǒng)高分子聚合物中空纖維超濾膜在使用過(guò)程中由于機(jī)械性能低、水通量小、親水性差、抗污染性能等缺點(diǎn)限制其廣泛應(yīng)用。為減少成本，增強(qiáng)膜的耐污染性，延長(zhǎng)膜的使用壽命，制備具有高親水性，高抗污染性能的中空纖維超濾膜是關(guān)鍵所在。
近年來(lái)，大多數(shù)研究熱點(diǎn)都集中于通過(guò)引入無(wú)機(jī)二維(2D)納米材料來(lái)改善膜的性能。典型的二維納米材料，如氧化石墨烯(GO)納米材料及其衍生物，由于其高縱橫比、低密度、良好的力學(xué)性能和提供額外水通道的能力，在膜分離領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景。
基于此，中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所膜科學(xué)與技術(shù)研究組(張凱松研究團(tuán)隊(duì))通過(guò)酸處理、氧化和超聲過(guò)程進(jìn)一步功能化二硫化鉬二維納米片層材料，制備高親水性改性劑氧化二硫化鉬(O-MoS2)，并作為改性劑共混在鑄膜液中制備了PMIA/O-MoS2復(fù)合中空纖維超濾膜，在不降低截留率的情況下提高膜的滲透性能和抗污染能力。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與原始的MoS2相比，O-MoS2的Zeta電位更低，親水性更好；隨著O-MoS2的加入，提高了復(fù)合中空纖維膜表面的Zeta電位，PMIA中空纖維超濾膜表面親水性增強(qiáng)(接觸角從72.9°下降到55.3°)，說(shuō)明O-MoS2與PMIA中空纖維復(fù)合膜表面親水性、電負(fù)性的增強(qiáng)直接相關(guān)；O-MoS2的添加量為0.20 wt.% O-MoS2時(shí)，復(fù)合膜的PWF最高(209.0L· m-2· h-1)，比原始PMIA膜(158.3L· m-2· h-1)高31.6 %，而截留率基本不變；同時(shí)隨著鑄膜液內(nèi)O-MoS2含量的增加，復(fù)合膜表面的耐污染性能顯著增強(qiáng)。
張凱松研究組以Enhanced performance of poly(m-phenylene isophthalae) (PMIA) composite hollow fiber ultrafiltration membranes by O-MoS2nanosheets modification發(fā)表于國(guó)際期刊Desalination and water treatment, 166 (2019) 245-258。博士生姜?dú)J亮為第一作者，張凱松研究員為通訊作者。該研究得到了中國(guó)科學(xué)院前沿科學(xué)與教育局項(xiàng)目(QYZDB-SSW-DQC044)與中國(guó)科學(xué)院國(guó)際合作局項(xiàng)目(132C35KYSB20160018)資助。
原標(biāo)題:城市環(huán)境所在二維納米復(fù)合中空纖維超濾膜領(lǐng)域取得新進(jìn)展
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