近日，香港盒宝典资料大全水利与环境学院赵艳侠教授课题组在环境领域顶级期刊《Water Research》上发表了题为“An innovative exploration to identify and isolate the dominant-flocculated-species from polytitanium chloride synthesized by electrodialysis”的学术论文。2022级硕士研究生侯明倩为第一作者，导师赵艳侠教授为该论文的通讯作者。
图 1 超滤分离法分离优势絮凝物种的机理机制及混凝效果
优势絮凝物种的丰度是决定混凝剂混凝性能的关键。钛基混凝剂因其混凝效率高而备受关注，但如何鉴定并分离主要絮凝物种是目前面临的一个挑战。先前我们课题组通过精确的控制钛水解物种与OH- 之间的微界面反应，利用电渗析法（ED）成功合成了富含优势絮凝物种的聚合氯化钛（PTC）。
随后，通过一步快速超滤分离法（UF），PTC在0.12 MPa氮压下通过截留分子量为5 kDa的超滤膜（由聚醚砜制成），成功分离出了富含优势絮凝物种的PTC-5k。电喷雾飞行时间质谱法（ESI-TOF-MS）的结果证明，PTC-5k中的主要絮凝物为大比例信号集中在m/z值为100和 500之间的中小型钛水解物种。与 PTC 相比，这种优势絮凝物种在PTC用量减少了33.0%的前提下，对有机物污染物的去除率提高了约15.0%。且TEM显示PTC-5k存在的独特雪花状分支结构增强了其混凝时网布卷扫和吸附架桥絮凝的能力。与 PTC 相比，PTC-5k形成的絮凝物更加紧密。因此，在混凝耦合陶瓷膜错流过滤时极大的减轻了膜污染。
混凝效果实验表明PTC-5k在去除有机污染物方面明显优于PTC。与PTC相比，PTC-5k将有机物的去除率提高了约15.0%。此外，PTC-5k被证明在降低浊度水平方面非常有效，在最佳剂量下，PTC-5k的残余浊度约为1.79 NTU， PTC-5k的DOC去除效率比PTC高10%−20%。在最佳剂量下，PTC-5k显著提高了UV254和DOC的去除率，分别提高了15%和11.6%。随后，使用SEC-OCD-OND测试讨论了PTC-5k在有机物去除方面的具体优势。 PTC-5k 的 BP去除率为54%。关于氨，通过混凝去除率约为40%。
图 2 PTC-5k混凝效果图
本论文的研究结果不仅通过一步快速分离法分离了钛基絮凝剂，实现了钛基优势絮凝物种的成功分离，为絮凝剂的纯化、混凝效果的提升、环境保护以及膜滤混合工艺实际应用等方面提供了巨大的参考价值。本研究受国家自然科学基金，山东省泰山学者青年专家计划和山东省优秀青年创新团队计划的资助。论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135424004172
撰稿：侯明倩 编辑：张雅静 编审：张伟
