Catalytic membrane-based oxidation-filtration systems for organic wastewater purification: A review

Li, Ning; Lu, Xukai; He, Mengting; Duan, Xiaoguang; Yan, Beibei; Chen, Guanyi; Wang, Shaobin

doi:10.1016/j.jhazmat.2021.125478

Cited by 202 publications

(41 citation statements)

References 160 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…However, when nanoparticles are loaded inside the nanosized pores, they can either block the pores and significantly reduce the flux or expand the pore structures to alter their size-exclusion capability. Another inherent limitation of immobilizing nanoparticles includes the leaching of metals or the physical detachment of particles from the support over time …”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Single-Atom Cobalt Incorporated in a 2D Graphene Oxide Membrane for Catalytic Pollutant Degradation

Rigby

Huang

et al. 2021

Environ. Sci. Technol.

110

View full text Add to dashboard Cite

We introduce a new graphene oxide (GO)-based membrane architecture that hosts cobalt catalysts within its nanoscale pore walls. Such an architecture would not be possible with catalysts in nanoscale, the current benchmark, since they would block the pores or alter the pore structure. Therefore, we developed a new synthesis procedure to load cobalt in an atomically dispersed fashion, the theoretical limit in material downsizing. The use of vitamin C as a mild reducing agent was critical to load Co as dispersed atoms (Co1), preserving the well-stacked 2D structure of GO layers. With the addition of peroxymonosulfate (PMS), the Co1-GO membrane efficiently degraded 1,4-dioxane, a small, neutral pollutant that passes through nanopores in single-pass treatment. The observed 1,4-dioxane degradation kinetics were much faster (>640 times) than the kinetics in suspension and the highest among reported persulfate-based 1,4-dioxane destruction. The capability of the membrane to reject large organic molecules alleviated their effects on radical scavenging. Furthermore, the advanced oxidation also mitigated membrane fouling. The findings of this study present a critical advance toward developing catalytic membranes with which two distinctive and complementary processes, membrane filtration and advanced oxidation, can be combined into a single-step treatment.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Single-Atom Cobalt Incorporated in a 2D Graphene Oxide Membrane for Catalytic Pollutant Degradation

Rigby

Huang

et al. 2021

Environ. Sci. Technol.

110

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Endüstride katalizör problemlerine çözüm getiren katalitik membranlar, katalizör ve membran teknolojilerinin birleştirilmesinden ortaya çıkan hibrit yapılı membranlardır. Polimerik matrislerle katalizörlerin birleştirilmesi ile elde edilen katalitik membranlar, ayırma ve reaksiyon işlemlerinin tek bir birimde eş zamanlı olarak gerçekleştirildiği bir membran çeşididir [6]. Şekil 1'deki katalitik membran gösteriminde reaksiyon membranın katalitik tabakası üzerinde gerçekleşirken, bir yandan seçici geçirgen olan membranın ayırma tabakası, reaksiyon sonucu oluşan yan ürünü ortamdan uzaklaştırır.…”

Section: Katalitik Membranunclassified

“…Homojen asit katalizörler bu membranlar ile birleştirildiğinde heterojen özellik kazanıp, reaksiyon ortamından kolayca geri kazanılmaktadır ve korozif etkileri önlenmektedir [3]. Katalitik membranlara homojen katalizörlerin yanında Amberlyst 15 ve 35, zeolitler, nano boyutlu metal kümeleri gibi heterojen katalizörler de katılarak daha yeşil ve çevreci katalizörler elde edilebilmektedir [6,7].…”

Section: Katalitik Membranunclassified

Kimyasal Reaksiyonlarda Katalitik Membran Kullanımının İncelenmesi

Hilmioğlu

HASIRCI>

YÜZER>

2022

Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi

View full text Add to dashboard Cite

Dünyada temel endüstrilerden biri olan kimya endüstrsinde katalitik reaksiyonlar kimyasal üretimin büyük kısmını oluşturur. Ayırma saflaştırma işlemlerinde sıkça kullanılan membran teknolojisi, katalizör teknolojisi ile birleştirilince, oluşan yeni hibrit yapılarla daha çevreci katalitik proseslere katkı sağlayabilir. Elde edilen hibrit yapıdaki katalitik membranlar kendi içlerinde reaksiyon ve ayırmayı beraber gerçekleştirirler. Böylece ek ayırma birimleri gerektirmezler. Reaksiyon sonucu yan ürünü tutarak veya geçirerek reaksiyon dönüşümünü arttırabilirler. Katalitik membranlar heterojen yapılı olduğu için reaksiyon karışımından geri kazanımları kolaydır. Etkinliklerinde çok az bir azalmayla tekrar kullanılabilirler. Kimya endüstrisinde sıkça rastlanan esterleşme reaksiyonlarında etil astetat, etil laktat, izopropil asetat üretiminde, transesterleşme reaksiyonlarında fosil yakıtlara çevreci bir alternatif olan biyodizel üretiminde, asetalizasyon reaksiyonlarında yakıt katkı maddesi ve parfümlerde kullanılan güzel kokuların üretiminde reaksiyonu katalizlemek ve dönüşümü arttırmak için kullanılırlar. Bu çalışmanın amacı katalitik membranlarla ilgili yapılacak çalışamalara ışık tutmaktır. Yapılan bu çalışmada üretimlerinden, kullanıldıkları reaksiyonlardan, katalitik reaksiyonlarda sağladıkları avantajlardan, kullanım koşullarından söz edilmiştir.

show abstract

“…The membrane provides a physical barrier for contaminants and is one of the key methods for water purification. The use of microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration, and reverse osmosis (RO) membranes, depending on the pore size and molecular size, is rapidly increasing for removal of different organic and inorganic pollutants from various kinds of effluent streams [ 11 , 12 , 13 ].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Advances in the Synthesis and Application of Anti-Fouling Membranes Using Two-Dimensional Nanomaterials

Shahzad

Azam

et al. 2021

Membranes

View full text Add to dashboard Cite

This article provides a comprehensive review of the recent progress in the application of advanced two-dimensional nanomaterials (2DNMs) in membranes fabrication and application for water purification. The membranes fouling, its types, and anti-fouling mechanisms of different 2DNMs containing membrane systems are also discussed. The developments in membrane synthesis and modification using 2DNMs, especially graphene and graphene family materials, carbon nanotubes (CNTs), MXenes, and others are critically reviewed. Further, the application potential of next-generation 2DNMs-based membranes in water/wastewater treatment systems is surveyed. Finally, the current problems and future opportunities of applying 2DNMs for anti-fouling membranes are also debated.

show abstract

Catalytic membrane-based oxidation-filtration systems for organic wastewater purification: A review

Cited by 202 publications

References 160 publications

Single-Atom Cobalt Incorporated in a 2D Graphene Oxide Membrane for Catalytic Pollutant Degradation

Single-Atom Cobalt Incorporated in a 2D Graphene Oxide Membrane for Catalytic Pollutant Degradation

Kimyasal Reaksiyonlarda Katalitik Membran Kullanımının İncelenmesi

Advances in the Synthesis and Application of Anti-Fouling Membranes Using Two-Dimensional Nanomaterials

Contact Info

Product

Resources

About