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抗污染MXene基复合纳滤膜的制备及其性能研究

一、引言

随着工业的快速发展和人口的增长，水资源的污染问题日益严重，其中尤以水体中的重金属离子和有机物污染对环境和人类健康造成了极大的威胁。因此，发展高效、环保的纳滤技术成为了当前研究的热点。MXene作为一种新型的二维材料，因其独特的物理化学性质，在纳滤膜的制备中具有巨大的应用潜力。本文旨在研究抗污染MXene基复合纳滤膜的制备方法及其性能，为解决当前水污染问题提供新的思路和方案。

二、文献综述

近年来，MXene基复合纳滤膜的研究逐渐成为热点。MXene材料因其独特的物理化学性质，如高导电性、高机械强度和良好的亲水性等，使其在纳滤膜的制备中具有独特的优势。然而，目前MXene基复合纳滤膜的研究仍面临一些挑战，如制备工艺复杂、抗污染性能不足等问题。因此，如何提高MXene基复合纳滤膜的抗污染性能和稳定性成为了研究的关键。

三、实验方法

（一）材料与设备

实验所需材料包括MXene纳米片、聚合物、交联剂等；设备包括搅拌器、涂布机、真空干燥机等。

（二）制备方法

本文采用共混法和真空抽滤法制备抗污染MXene基复合纳滤膜。首先将MXene纳米片与聚合物在适当的溶剂中混合，然后通过真空抽滤法将混合液在基底上形成薄膜，最后进行真空干燥和热处理。

（三）性能测试

通过扫描电子显微镜（SEM）观察纳滤膜的微观结构；通过水通量、截留率等指标评估纳滤膜的性能；通过长期运行实验和抗污染实验测试纳滤膜的抗污染性能和稳定性。

四、结果与讨论

（一）微观结构分析

通过SEM观察发现，制备的抗污染MXene基复合纳滤膜具有致密的微观结构，MXene纳米片均匀地分布在聚合物基底中，形成了良好的复合结构。

（二）性能分析

1.水通量：制备的纳滤膜具有较高的水通量，表现出良好的渗透性能。

2.截留率：纳滤膜对重金属离子和有机物具有良好的截留效果，截留率达到90%