SCOPUS
SCIE
Blend-electrospun graphene oxide/Poly(vinylidene fluoride) nanofibrous membranes with high flux, tetracycline removal and anti-fouling properties
저자
Park, Jeong-Ann ; Nam, Aram ; Kim, Jae-Hyun ; Yun, Seong-Taek ; Choi, Jae-Woo ; Lee, Sang-Hyup
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
347-356(10쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Graphene oxide (GO)/poly(vinylidene fluoride) (PVDF) electrospun nanofibrous membranes (ENMs) have been fabricated to remove tetracycline (TC) from water via adsorptive-filtration. The pure water permeation flux of GO/PVDF ENMs (27,407–29,337 LMH/bar) was increased compared with that of PVDF ENMs. The flow pore diameter was steadily reduced by increasing the GO content from 0 to 1.5 wt% in the GO/PVDF ENMs. The maximum TC adsorption capacity of GO is 720.26 mg/g (Langmuir model) and GO retained its TC adsorption property after incorporation into GO/PVDF ENMs during water filtration (transmembrane pressure = 0.91 bar). The maximum experimental TC removal capacity (<I>q</I> <SUB> <I>a</I> </SUB>,<SUB> <I>exp</I> </SUB>) was 17.92 mg/g with 1.5 wt% of GO (GO<SUB>1.5</SUB>/PVDF) ENMs, which was similar to the modified dose-response model value of 18.03 mg/g. In the presence of natural organic matter, TC adsorption was enhanced, because hydrophobic organic carbon improved hydrophobic and π-π interactions. The presence of Cu(II) further improved the TC adsorption capacity of GO<SUB>1.5</SUB>/PVDF ENMs through cation bridging. However, the presence of Ca(II) hindered TC adsorption by an electron shielding effect. For examining anti-fouling activity of GO<SUB>1.5</SUB>/PVDF ENMs, the log removal values of both bacteria, <I>Escherichia coli</I> and <I>Staphylococcus aureus,</I> were maintained at over 5 during water filtration. In addition, incorporation of GO in PVDF ENMs prevents bovine serum albumin (BSA) adsorption by both increasing the hydrophilicity of the ENMs forming hydration layer on the surface and electrostatic repulsion between both negatively charged BSA and GO in GO<SUB>1.5</SUB>/PVDF ENMs (zeta potential = - 14.14 mV, deionized water at pH 6).</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> GO retains its TC adsorption capacity after incorporation into PVDF ENMs. </LI> <LI> Flow pore diameter is reduced and water flux is increased by increasing GO content. </LI> <LI> TC adsorption is enhanced by both presence of NOM and Cu(II). </LI> <LI> LRVs of both <I>E.coli</I> and <I>S. aureus</I> were maintained over 5 via sieving and cell death. </LI> <LI> GO/PVDF ENMs prevent adsorption of BSA and enhance desorption of it. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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