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Electrically Coupled MXene/Co–C3N4 Membrane Enable Dynamic Electro-Responsive Efficient Separation
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DOI：10.1002/adfm.75584.png)
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摘要
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电学响应膜通过可调界面性质为高效可持续废水处理提供了有前景的途径。本文报道了一种概念性集成的导电复合膜，其中共价界面工程和电场调控协同调节渗透性、选择性和抗污染行为。构建了MXene/PEI@Co-C3N4膜以建立电学导电通路和响应性表面相互作用用于染料分离。优化后的膜表现出785.94 ± 16.19 L m⁻² h⁻¹ bar⁻¹的高渗透性，约为原始MXene膜的18倍，同时在6 V电场下对代表性染料保持≥ 99%的截留率。值得注意的是，在实际地表水制备的含染料废水中仍保持高截留率。该膜还表现出强抗污染能力，对典型有机污染物的通量恢复率超过86%。通过XDLVO理论阐明了电场调控下的抗污染机制，而分子动力学（MD）模拟与密度泛函理论（DFT）相结合揭示了电子结构、电场响应以及染料分离过程中膜与外部电场协同作用的分子层面机理。本研究引入了一种集高渗透性、选择性和抗污染稳定性于一体的多功能膜平台，为工业废水处理中的高效染料去除提供了有前景且可扩展的策略。
Keyword:
density functional theory
dye separation
electrically responsive membrane
molecular dynamics simulation
MXene/Co-C3N4
期刊
IF:
19
论文数:
3.5W
被引数:
32.1W
机构
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