Self-cleaning nanocomposite membranes based on sulfonated tetrafluoroethylene and g-C$_3$N$_4$ for water purification

Загрязнение воды промышленными сточными водами представляет серьезную экологическую проблему, особенно из-за присутствия опасных органических красителей. В данном исследовании представлена разработка самоочищающихся нанокомпозитных мембран на основе сульфированного тетрафторэтилена и нанолистов двухмерного графитоподобного нитрида углерода (g-C$_3$N$_4$) для эффективной очистки воды. Мембраны были синтезированы методом литья с использованием 1 мас.% и 5 мас.% g-C$_3$N$_4$ в качестве фотокаталитического наполнителя. Была проведена комплексная физико-химическая характеристика с использованием РФА, ИК-Фурье спектроскопии, СЭМ, СДО и адсорбционных испытаний. Эффективность фотокаталитического процесса оценивали в процессе разложения метиленового синего под действием видимого света. Результаты показывают, что мембраны с содержанием 5 мас.% g-C3N4 обладают повышенной эффективностью адсорбции ($k$ = 0.0800 мин$^{-1}$) и заметной фотокаталитической активностью ($k$ = 0.0071 мин$^{-1}$), что приводит к эффективному удалению красителя и самоочищению. Эти результаты подчеркивают потенциал гибридных мембран из полимерных наноматериалов для устойчивой очистки сточных вод. Предлагаемые мембраны являются многообещающим решением для удаления опасных органических загрязнителей при сохранении долгосрочной эксплуатационной стабильности.