中国化学会第32届学术年会
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亲水表面对水中污染物的排斥作用及其在水污染控制中的应用
胡钰娟 张滢*

分会

第三十分会:环境化学

摘要

近十几年的研究发现,亲水表面通过与水分子之间的长程界面作用,可以排斥水中悬浮颗粒、细菌、病毒以及离子等污染物(即“exclusion-zone”现象,以下简称为EZ现象)[1–2]。不同于传统的膜分离原理,EZ现象自发产生于亲水膜表面(如全氟磺酸膜Nafion),既不需要消耗能量,也不需要使用化学药剂,符合未来绿色水处理技术发展的要求。然而,过去的研究尚未解明该现象对水中溶解性物质(如有机物、离子等)的影响过程和作用规律。因此,本研究旨在利用显微镜观测和紫外-可见分光光度法对该长程界面作用的动力学过程展开研究,从而揭示亲水表面对水中溶解性有机物和离子的作用规律,同时,探索该界面作用在水污染控制领域的具体应用途径。根据现有研究结果,我们发现EZ现象不仅会排斥水中细微颗粒物(如粒径为130 nm的碳黑颗粒等),而且对小分子溶解性有机物(即甲基橙、单宁酸和天冬氨酸)以及离子(如氟离子等)亦有排斥作用。而且,通过抑制EZ现象产生,我们发现亲水膜表面EZ现象的存在可以不同程度地抑制亲水膜对有机物的吸附(Fig.1),从而达到缓解膜表面污染的目的。显然,上述这些结果将对膜表面污染控制以及绿色水处理技术的研发提供一个崭新的思路和路径。

关键词

亲水表面;EZ现象;细微颗粒;溶解性有机物;水污染控制

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