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学术报道

化科院杨维本、杨朕团队在适度疏水改性絮凝剂研究上取得重要进展

近日,我校化科院杨维本教授、杨朕副教授课题组在利用适度疏水改性絮凝剂去除水体中痕量抗生素及超滤膜污染控制方面取得重要进展。相关成果以“Role of moderately hydrophobic chitosan flocculants in the removal of trace antibiotics from water and membrane fouling control”为题发表在Water Research(2020, 177, 115775)上。Water Research是环境工程和水处理行业的顶级期刊之一,也是入选自然指数(Nature Index)统计源的全球82本顶级期刊之一。

人人享有清洁饮水和环境卫生设施是联合国17个可持续发展目标之一。微污染物引起的地表水(特别是作为饮用水源的地表水)污染问题日益严重,是全人类面临的一个重要挑战。抗生素作为一类代表性微污染物,尽管其在地表水中以痕量浓度存在,但通过长期接触或持续生物累积,可对人体产生严重的慢性不良影响。为此,亟需开发更有效的水处理技术,以期将抗生素对公众构成的风险降低到更低水平。

絮凝-超滤组合工艺在已建成的饮用水处理工程中被广泛采用,兼具高效、可靠和高性价比等特点。然而,由于传统商用絮凝剂难以有效“捕集”小分子抗生素、形成满足后续聚集-沉降要求的介尺度凝聚核,而游离的抗生素分子又能轻易通过超滤膜孔,造成最终出水中抗生素的整体去除率偏低;此外,虽然大部分导致膜污染的物质在絮凝过程中被预先去除,但絮凝出水中残留的絮凝剂却可能作为新的膜污染物,加速膜污染进程。

上网赚钱杨维本教授、杨朕副教授课题组采用“graft-to”的接枝共聚策略,设计、合成了一类适度疏水改性壳聚糖基絮凝剂;与商用絮凝剂相比,该适度疏水改性絮凝剂通过强化与抗生素分子的疏水缔合及氢键作用,对模拟地表水和长江水中的痕量典型抗生素诺氟沙星和泰乐菌素的脱除率均显著提升;同时,絮凝-沉淀出水中残留的絮凝剂通过疏水链段与超滤膜基材疏水缔合、亲水链段形成水化层的方式,对超滤膜产生了类表面亲水化改性作用,显著延缓了“絮凝-沉淀-超滤”组合工艺运行过程中的膜污染进程。相关研究结果为微污染饮用水原水的处理提供了重要的理论和技术支撑。论文第一作者为杨朕副教授,通讯作者包括杨维本教授和帝国理工学院Nigel Graham教授,合作者还包括我校在读研究生侯天阳、安徽工业大学马江雅副教授、江苏中谱检测集团袁博工程师、中科院宁波材料所田子奇研究员。

该研究工作得到了国家自然科学基金面上项目(51978341)、国家自然科学基金青年项目(51608275)、江苏省自然科学基金优秀青年项目(BK20190087)、我校“中青年领军人才”培养计划、江苏省太湖水环境综合治理课题(TH2018201)、国家“水专项”(2017ZX07202-004)、国家留学基金委访学项目、江苏省生物医药功能材料协同创新中心研究基金、以及江苏高校优势学科建设项目等项目支持。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.115775

  • 更新时间

    2020年04月10日

  • 阅读量

  • 供稿

    化科院

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