Siirry päänavigointiin Siirry hakuun Siirry pääsisältöön

Microporous membranes for ultrafast and energy-efficient removal of antibiotics through polyphenol-mediated nanointerfaces

  • Yu Wang
  • , Yunxiang He
  • , Qin Wang
  • , Xiaoling Wang*
  • , Blaise L. Tardy
  • , Joseph J. Richardson
  • , Orlando J. Rojas
  • , Junling Guo*
  • *Tämän työn vastaava kirjoittaja

Tutkimustuotos: LehtiartikkeliArticleScientificvertaisarvioitu

73 Sitaatiot (Scopus)
120 Lataukset (Pure)

Abstrakti

The wide-spread overuse and misuse of antibiotics has led to major risks to human health, which demands breakthrough technologies for elimination of antibiotics from water streams. Membrane-based water purification has drawn substantial interest for this purpose. However, high permeance and high antibiotic-removal efficiency remain extremely challenging. In this work, the use of polyphenol-based nanoengineering to functionalize conventional microporous membranes capable of ultrafast removal of ten different antibiotics in an in-line flowthrough purification system is explored. The high adsorption kinetics of these nanocoatings enable a record-high permeance (9,774 L m−2 h−1 bar−1) with exceptional removal rate and efficiency, at a relatively low energy cost (0.09 kWh m−3), even in a real-world wastewater treatment. Molecular dynamics simulations provide detailed insights into the role of polyphenol-based nanocoatings and their multiple molecular interactions with antibiotics. This work provides a promising and sustainable platform for engineering the next-generation adsorption-based membranes for clean water production.

AlkuperäiskieliEnglanti
Sivut260-273
Sivumäärä14
JulkaisuMatter
Vuosikerta6
Numero1
Varhainen verkossa julkaisun päivämäärä13 lokak. 2022
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - 4 tammik. 2023
OKM-julkaisutyyppiA1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Rahoitus

We would like to thank X. He at the College of Biomass Science and Engineering of Sichuan University for characterization assistance. We also appreciate B. Gao and H. Wang from the Analytical & Testing Center of Sichuan University for help with LC-MS and scanning electron microscopy characterizations, respectively. We acknowledge H. Ejima, X. Xiao, and X. Liao for useful discussions. We acknowledge financial support from the National Talents Program, National Natural Science Foundation of China ( 22178233 , 22108181 ), the Talents Program of Sichuan Province, Double First-Class University Plan of Sichuan University , State Key Laboratory of Polymer Materials Engineering ( sklpme 2020−03−01 ), the Sichuan Province Postdoctoral Special Funding, and the Natural Science Foundation of Sichuan Province ( 2022NSFSC1735 ).

YK:n kestävän kehityksen tavoitteet

Tämä tuotos edistää seuraavia kestävän kehityksen tavoitteita:

  1. SDG 3 – Hyvä terveys ja hyvinvointi
    SDG 3 – Hyvä terveys ja hyvinvointi
  2. SDG 6 – Puhdas vesi ja puhtaanapito
    SDG 6 – Puhdas vesi ja puhtaanapito
  3. SDG 7 – Edullinen ja puhdas energia
    SDG 7 – Edullinen ja puhdas energia

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Microporous membranes for ultrafast and energy-efficient removal of antibiotics through polyphenol-mediated nanointerfaces'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä