view in publisher's site

Development of an antibacterial and visible photocatalytic nanocomposite microfiltration membrane incorporated by Ag3PO4/CuZnAl NLDH

Highlights•Ag3PO4/ZnAlCu-NLDH composite was synthesized and mixed in PES MF membrane matrix.•Membranes showed excellent antibiofouling properties in BSA and sludge filtration.•Embedded membranes showed high critical flux in filamentous bacteria filtration.•Membranes showed antibacterial efficiency against E. coli and B. anthracis.AbstractNovel microfiltration mixed matrix membranes (MMMs) were successfully prepared by embedding the Ag3PO4/ZnAlCu nanolayerd double hydroxide (NLDH) nanocomposite into the polyethersulfone (PES) matrix. The results demonstrated that adding the Ag3PO4/ZnAlCu-NLDH nanocomposite improved the antifouling properties in the microfiltration process with the increase of hydrophilicity, porosity, surface pore diameter, and antibacterial properties. When the content of the nanocomposite was 0.5 wt%, the pure water flux was increased to 269.5 L m−2 h−1, as compared with the pristine PES membrane (229.2 L m−2 h−1). Surprisingly, it was found that embedding only 0.5 wt% of the Ag3PO4/ZnAlCu-NLDH nanocomposite in the PES matrix could spring up an antibiofouling membrane with the flux recovery ratio (FRR) of 62.3%, as compared to the pristine PES membrane with 50.9% of FRR. As confirmed by the inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES), the copper and silver assembly in the PES membranes resulted in controlled leaching, proving that more than 95% of the added nanocomposite remained in the membrane after two months. The fabricated Ag3PO4/ZnAlCu-NLDH nanocomposite membranes also exhibited appreciable antibacterial efficiency against E. coli, Staphylococcus aureus, and B. anthracis. This study, therefore, suggests Ag3PO4/ZnAlCu-NLDH could be an effective additive to modify the PES microfiltration membrane for the development of MBR membranes.Graphical abstractDownload high-res image (154KB)Download full-size image

توسعه غشای میکروفیلتراسیون نانو کامپوزیت ضدباکتریایی و مرئی با ترکیب Ag۳PO۴ / CuZnAl NLDH

نکات برجسته کامپوزیت Ag۳PO۴ / Zn AlCu - NLDH در ماتریس غشا PES MF سنتز و ترکیب شد. غشا خواص عالی آنتی بیوفین را در BSA و فیلتراسیون لجن نشان داد. غشاهای تعبیه‌شده، شار بحرانی بالایی را در تصفیه باکتری‌های رشته‌ای نشان دادند. غشا کارایی ضد باکتریایی در برابر باکتری E. coli و B. آنتراسیس. غشاهای ماتریسی مخلوط میکروفیلتراسیون مخلوط (MMM ها)با موفقیت از طریق قرار دادن نانوکامپوزیت هیدروکسید دوگانه Ag۳PO۴ / Zn AlCu (NLDH)در ماتریس پلی اترسولفون (PES)تهیه شدند. نتایج نشان داد که افزودن نانوکامپوزیت Ag۳PO۴ / Zn AlCu - NLDH خواص ضد رسوب را در فرآیند میکروفیلتراسیون با افزایش آب دوستی، تخلخل، قطر منافذ سطحی و خواص ضد باکتریایی بهبود می‌بخشد. هنگامی که محتوای نانوکامپوزیت % w۵ / ۰ بود، شار آب خالص در مقایسه با غشای PES اولیه به L m - ۲ h - ۱ ۵ / ۲۶ افزایش یافت (۲ / ۲۹ L m - ۲ h - ۱). با کمال تعجب مشاهده شد که قرار دادن تنها % ۵ / ۰ وزنی نانوکامپوزیت Ag۳PO۴ / Zn AlCu - NLDH در ماتریس PES می‌تواند یک غشا آنتی بیوفین با نسبت بازیابی شار (FRR)۳ / ۶۲ % در مقایسه با غشای PES اولیه با ۹ / ۵۰ % FRR ایجاد کند. همان طور که توسط طیف‌سنجی نشری نوری پلاسمای جفت شده القایی (ICP - OES)تایید شد، مونتاژ مس و نقره در غشاهای PES منجر به لیچینگ کنترل‌شده شد که نشان می‌دهد بیش از ۹۵ % نانوکامپوزیت اضافه‌شده بعد از دو ماه در غشا باقی مانده‌است. غشاهای نانوکامپوزیتی Ag۳PO۴ / Zn AlCu - NLDH ساخته‌شده نیز بازدهی ضدباکتریایی قابل‌ملاحظه‌ای را در برابر E. coli، استافیلوکوکوس اورئوس و B. آنتراسیس. بنابراین، این مطالعه نشان می‌دهد که می‌تواند یک افزودنی موثر برای اصلاح غشای میکروفیلتراسیون PES برای توسعه MBR ممبران باشد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Analytical Chemistry
  • ترجمه مقاله Analytical Chemistry
  • مقاله شیمی تجزیه
  • ترجمه مقاله شیمی تجزیه
  • مقاله Filtration and Separation
  • ترجمه مقاله Filtration and Separation
  • مقاله تصفیه و جداسازی
  • ترجمه مقاله تصفیه و جداسازی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.