使用基于氧化石墨烯的纳米过滤膜开发无乳糖牛奶

导读 在过去的几年中,氧化石墨烯膜主要用于海水淡化和染料分离。然而,膜具有广泛的应用,例如在食品工业中。由信州大学全球水产创新中心的 Aa

在过去的几年中,氧化石墨烯膜主要用于海水淡化和染料分离。然而,膜具有广泛的应用,例如在食品工业中。由信州大学全球水产创新中心的 Aaron Morelos-Gomez 领导的一个研究小组研究了氧化石墨烯膜在牛奶中的应用,这种膜通常会在聚合物膜上形成致密的污垢层。

氧化石墨烯膜具有形成多孔污垢层的优势。因此,它们的过滤性能可以比商业聚合物膜更好地保持。氧化石墨烯膜独特的化学和层状结构允许增强乳糖和水的渗透,同时排斥脂肪、蛋白质和一些矿物质。因此,与商业聚合物膜相比,牛奶的质地、风味和营养价值得以更好地保存。

由于多孔污垢层和氧化石墨烯膜的独特层状结构,乳糖和乳糖渗透通量的浓度远高于商业纳滤膜。通过使用孔径为 1 μm 的支撑膜作为氧化石墨烯膜,改善了不可逆污染。这导致了多孔污垢层的形成,使牛奶过滤后水通量的回收率更高。

突出其优异的防污性能和对乳糖的高选择性,这项开创性工作展示了氧化石墨烯膜在食品行业,尤其​​是乳制品行业的应用。这种方法在去除饮料中的糖分的同时保留了其他成分,从而提高了它们的营养价值。对富含有机物的溶液(如牛奶)的高防污性能使其也是其他应用(如废水处理和医疗应用)的理想选择。该小组计划继续探索氧化石墨烯膜的应用。

这项工作基于该小组之前在Nature Nanotechnology 12 (2017), 1083-1088 中创建用于海水淡化的喷涂氧化石墨烯膜的发现。该膜通过添加少层石墨烯显示出增强的化学稳定性,同时在运行五天后表现出稳定的过​​滤性能。此外,喷涂的沉积方法在可扩展性方面很有前途。

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