南京理工大学张轩教授团队在高适应力的聚酯薄膜用于高性能反渗透海水淡化方面取得最新研究进展

近日,Science(《科学》)以“More resilient polyester membranes for high-performance reverse osmosis desalination”为题,报道南京理工大学环境与生物工程学院张轩教授团队在反渗透膜研究方向的重要进展。姚宇健博士为论文第一作者,张轩教授、东北师范大学王宪泽副教授、美国耶鲁大学化学与环境系Menachem Elimelech教授为论文共同通讯作者,南京理工大学为第一通讯单位。该团队设计并合成了一类间苯二酚衍生物—3,5-二羟基-4-甲基苯甲酸(DHMBA),借助“共溶剂辅助”界面聚合的制膜方法,提高了反应物从水相迁移至有机相的扩散速率,构建了无缺陷且具有优异“水/盐选择性”的三维网络聚合物薄膜结构,验证了材料优异的反渗透基础分离性能(与Dupont公司SW30系列海淡膜相当)。进一步的模型实验研究结果表明,DHMBA型聚酯反渗透膜材料在脱硼率、耐氯性、抗有机污染、抗无机结垢等海水淡化关键评价指标方面均表现出色,综合性能在多维度超越行业标杆。

中国科学技术大学俞汉青院士团队在精准定制高价金属氧化物的d带中心实现污染物完全聚合去除方面取得最新进展

近期,中科大俞汉青院士、陈洁洁教授、华中科大黄明杰副研究员在Nature Communications上发表了题为“Tailoring d-band center of high-valent metal-oxo species for pollutant removal via complete polymerization”的论文。本工作通过调节TM(TM:Cu,Ni,Co和Fe)-SACs的d带中心来调控催化聚合/矿化途径以去除污染物。DFT计算和实验研究表明,高价金属氧物种(Cu(Ⅲ)-OH、Ni(Ⅳ)=O和Co(Ⅳ)=O)具有较低的d带中心,其通过PT路径去除污染物的占比接近100%,而Fe(Ⅳ)=O具有较高的d带中心,可以增强PMS的轴向再结合,从而具有较高的氧化能力将污染物氧化成小分子酸。此外,高价金属氧物种可触发污染物的单电子氧化,产生关键的苯氧基自由基中间体来引发聚合反应。这项工作深入揭示了催化中心电子结构和PT路径占比之间的构效关系,为研发可持续的水净化技术以实现污染减排和资源回收提供了理论依据和技术支撑。

杭州水处理用新“膜”法让山区喝上放心水

7月16日,浙江省水利厅发布《2024年度浙江省水利先进适用技术推广指导目录》公示名单,其中,杭州水处理牵头研发的技术产品《杭水零碳微滤膜净水系统》通过评审,成功人选,标志着杭州水处理在农村饮水保障领域取得应用性突破。截至目前,杭州水处理在浙江省丽水市遂昌县建造设计规模190吨/日的单村水站示范项目和10吨/日的散户净水示范项目,已惠及5个自然村600余位村民,有效保障当地居民在梅雨季节的饮水质量,切实解决了群众的“急难愁盼”问题。

华东理工大学许振良教授团队在商品化耐酸纳滤膜回收废旧锂电池的比较研究方面取得新进展

近期,华东理工大学许振良教授团队于Desalination期刊(2024,572,117142)发表题目为“Lithium recovery from the spent lithium-ion batteries by commercial acid-resistant nanofiltration membranes:A comparative study”的文章。该文章第一作者为高胜利硕士研究生,通讯作者为许振良教授和汤永健副教授。随着锂离子电池在电子产品和电动车中的日益普及,其装配的锂电池将迎来大规模的“退役潮”。这些废弃的电池不仅对环境构成了巨大威胁,还蕴含着宝贵的可循环利用的锂资源。许振良教授团队该项研究专注于采用商品化耐酸纳滤(NF270和DK)技术来高效地回收废旧电池中的锂。研究结果显示,在pH=1的实际浸出液环境中,这两种纳滤膜展现出正的表面电荷特性。

南京大学潘丙才教授团队在纳米限域激活酚类有机物寡聚路径实现污染物绿色低碳去除方面取得新进展

潘丙才教授课题组近年来聚焦水处理纳米限域效应的基础研究与技术创新开展了持续研究。最近的研究发现,基于石墨烯气凝胶(GA)负载UiO-66-NH_(2)-(Zr/Fe)(其中Fe(Ⅲ)位点锚定在Zr6-oxo团簇边缘)的纳米限域策略,可实现在不改变H_(2)O_(2)活化过程的前提下,将酚类污染物的氧化路径从具有动力学优势的开环路径转变为具有热力学优势的寡聚化路径。以苯酚去除为例,与开放体系相比,该纳米限域体系的去除速率提升了两个数量级(208倍),总有机碳去除率由3.6%提升至92.2%。此外,与传统矿化路径相比,寡聚化路径减少了95%以上的氧化剂消耗和77.9%的碳排放,为绿色低碳水处理技术的创新发展提供了一定的策略性、理论性参考。

南京大学潘丙才教授团队在纳米限域调控污染物氧化路径方向取得新进展

近期,南京大学潘丙才教授团队在Nature Communications发表了题目为“Carbon redirection via tunable Fenton-like reactions under nanoconfinement toward sustainable water treatment”论文。南京大学博士生高翔、杨志超副研究员为共同第一作者,潘丙才教授为通讯作者,新泽西理工学院张文教授为共同作者。本研究得到了国家自然科学基金及江苏省自然科学青年基金的资助。潘丙才教授团队将Mn_(3)O_(4)/PMS类芬顿体系限域在尺寸各异的无定形碳纳米管(ACNTs)中,研究了限域空间尺寸对污染物氧化路径的调变规律及相应机制。研究发现,在开放体系中Mn_(3)O_(4)(~17 nm)活化PMS氧化苯酚、双酚A等芳香类污染物主要生成醌、酸及羰基化合物等降解产物。在限域体系中,随着ACNTs的管径由120 nm降低至20 nm,降解产物比例降低,寡聚体产物比例显著提高,其中20 nm碳管限域类芬顿体系中寡聚体产率是开放体系的12倍。

山东大学高宝玉教授团队在铁单原子纳米酶的活化H_(2)O_(2)选择性消除抗生素方面取得最新研究进展

近日,山东大学环境科学与工程学院高宝玉教授和高悦副研究员(共同通讯)在Advanced Functional Materials发表了题为“Coordination Number Regulation of Iron Single-Atom Nanozyme for Enhancing H_(2)O_(2) Activation and Selectively Eliminating Cephalosporin Antibiotics”的研究论文,通过理论计算系统地研究了三种单原子Fe-Nx模型(x=2、3和4)的稳定性、过氧化物酶性能和电子分布,并用实验研究验证了FeSA-N3在H_(2)O_(2)活化、ROS生成和降解五种不同取代基的头孢菌素方面表现出卓越的性能。