近日，貴州民族大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院青年教師戴毅博士在國際著名學(xué)術(shù)期刊《化學(xué)工程雜志》（Chemical Engineering Journal）（中國科學(xué)院1區(qū)top期刊，影響因子15.1）發(fā)表題為《摩擦電負(fù)離子發(fā)生器高效控制膜污染》“Triboelectric Negative Air Ion Generators for Efficient Membrane Fouling Control”的研究性論文。該論文以貴州民族大學(xué)為第一單位。

目前環(huán)境污染及能源消耗已經(jīng)成為全球性的問題。陶瓷膜由于其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、能耗小和分離效率高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于廢氣廢水處理、海水淡化、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。然而，膜污染顯著降低了陶瓷膜的過濾性能，并導(dǎo)致清洗和更換頻率增加，從而大幅提高了運(yùn)行成本。雖然反沖洗、化學(xué)清洗和膜改性等傳統(tǒng)方法能緩解膜污染，但通常成本高、能耗大且可能損害膜性能。鑒于此，探尋一種經(jīng)濟(jì)、高效且實(shí)用的膜污染控制方式迫在眉睫。

該研究開發(fā)了一種利用摩擦電負(fù)離子發(fā)生器控制膜污染的系統(tǒng)。通過使用滾筒式摩擦納米發(fā)電機(jī)收集廢氣中的動能并產(chǎn)生負(fù)離子，膜的壓降速率降低了51.2%，通量下降速率降低了78.1%。利用摩擦電的高壓特性，電離氣體中的分子產(chǎn)生大量負(fù)離子。這些負(fù)離子與微小粉塵顆粒碰撞后使粉塵帶電，促進(jìn)顆粒之間發(fā)生團(tuán)聚，并形成較大顆粒團(tuán)。較大顆粒因重力增加而直接沉降，其余則在膜表面被截留，減少了進(jìn)入膜內(nèi)部的亞微米顆粒數(shù)量。該技術(shù)通過增強(qiáng)膜表面顆粒捕捉和降低膜內(nèi)部顆粒擴(kuò)散，顯著減輕了膜污染，有效提高了膜過濾系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這項(xiàng)工作為高效控制膜污染提供了一種滿足工業(yè)化應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)解決方案。

據(jù)悉，該研究工作得到貴州省教育廳自然科學(xué)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2022187）、云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司重大專項(xiàng)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2023CL03）的支持。（貴州民族大學(xué)黨委宣傳部供稿）

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