Университет науки и технологий Китая разработал модифицированную графеном нанофильтрационную мембрану, устойчивую к загрязнению, с эффективностью повторного использования гальванических стоков, превышающей 80%.
2026-01-08
8 января 2026 года исследовательская группа факультета наук об окружающей среде и инженерии Университета науки и технологий Китая опубликовала результаты исследования в журнале «Water Research», представив устойчивую к загрязнению нанофильтрационную мембрану на основе модификации графеновыми квантовыми точками (GQDs), решающую проблему «быстрого снижения потока и высокой стоимости замены», вызванную загрязнением мембран при обработке промышленных сточных вод. Команда с помощью технологии «интерфейсной полимеризации с инситу-допированием» внедрила аминофункционализированные GQDs в активный слой полиамида, создав на поверхности мембраны структуру «микровыступы-гидрофильность»: с одной стороны, присутствие GQDs увеличило шероховатость поверхности мембраны до 6,8 нм, уменьшив площадь адсорбции загрязняющих веществ; с другой стороны, аминогруппы усилили гидрофильность мембраны, снизив угол контакта с водой с 65° до 32°, что уменьшило сопротивление транспорту молекул воды.
Испытания характеристик показали, что при обработке гальванических стоков данная мембрана имеет начальный поток 38,6 л·м⁻²·ч⁻¹·бар⁻¹, что на 40% выше, чем у коммерческих нанофильтрационных мембран; после непрерывной работы в течение 30 дней скорость снижения потока составила всего 12%, что значительно ниже 45% у традиционных мембран, и для восстановления 92% потока достаточно низконапорной обратной промывки (0,3 МПа). В настоящее время данная технология уже внедрена в демонстрационном режиме на одном из гальванических промышленных парков в провинции Гуандун, с суточной мощностью обработки сточных вод в 500 тонн, уровень повторного использования сточных вод увеличился с 65% до 80%, ежегодное сокращение потребления свежей воды составляет около 55 тысяч тонн, степень задержания ионов тяжелых металлов (Cu²⁺, Ni²⁺) стабильно превышает 99,5%, что соответствует стандартам чистого производства в гальванической отрасли.
