Abstract Two-dimensional (2D) hexagonal boron nitride (h-BN) nanosheets being isostructural to graphene, manifests robust properties for water treatment. However, it exhibits lower dispersibility in polar solvents limiting its utilization for membrane application. A facile two-step processes of (1) exfoliation of h-BN with urea followed by grafting polyethylene glycol using 3-Aminopropyl triethoxysilane to synthesize polyethylene glycol grafted boron nitride PEG-g-(NH2)BN and (2) deposition of as-fabricated nanosheets on the support membrane through vacuum filtration is carried. In the first step, the process leads to 6–14 layered amine-functionalized boron nitride BN(NH2) nanosheets of ~47 nm diameter and the later results of ~53 nm PEG-g-(NH2)BN nanosheets. In the second step, the deposition thickness was tuned through varying the concentration of the PEG-g-(NH2)BN nanosheet colloidal solution. The final functionalization imparts enhanced surface wettability through the transformation of superhydrophobic h-BN to superhydrophilic PEG-g-(NH2)BN. Improved wettability and porosity results in ultra-high water flux of 1253 L m−2 h−1 bar−1. Higher hydrodynamic resistance through the increasing thickness of deposited PEG-g-(NH2)BN nanosheets from approximately 3 μm–12 μm, results in permeance decrease from 1253 L m−2 h−1 bar−1 to 840 L m−2 h−1 bar−1 (about 33% decrement) and the MB exclusion improved to 98% removal even under different pH conditions. The exclusion properties of these membranes were tested stable with charge-neutral molecules.

中文翻译：

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用于去除水溶液染料的功能化氮化硼复合超滤膜

摘要 二维 (2D) 六方氮化硼 (h-BN) 纳米片与石墨烯同构，表现出强大的水处理性能。然而，它在极性溶剂中表现出较低的分散性，限制了其在膜应用中的应用。一个简单的两步法：(1) 用尿素剥离 h-BN，然后使用 3-氨基丙基三乙氧基硅烷接枝聚乙二醇以合成聚乙二醇接枝氮化硼 PEG-g-(NH2)BN 和 (2) 沉积 as-通过真空过滤在支撑膜上制备纳米片。在第一步中，该过程产生了 6-14 个层状的胺功能化氮化硼 BN(NH2) 纳米片，直径约为 47 nm，随后产生了约 53 nm PEG-g-(NH2)BN 纳米片。第二步，通过改变 PEG-g-(NH2)BN 纳米片胶体溶液的浓度来调整沉积厚度。最终的功能化通过将超疏水 h-BN 转变为超亲水 PEG-g-(NH2)BN 来增强表面润湿性。改进的润湿性和孔隙率导致 1253 L m-2 h-1 bar-1 的超高水通量。通过将沉积的 PEG-g-(NH2)BN 纳米片的厚度从大约 3 μm-12 μm 增加而获得更高的流体动力学阻力，导致渗透率从 1253 L m-2 h-1 bar-1 降低到 840 L m-2 h- 1 bar-1（大约减少 33%），即使在不同的 pH 条件下，MB 排除也提高到 98%。这些膜的排斥特性经测试与电荷中性分子稳定。最终的功能化通过将超疏水 h-BN 转变为超亲水 PEG-g-(NH2)BN 来增强表面润湿性。改进的润湿性和孔隙率导致 1253 L m-2 h-1 bar-1 的超高水通量。通过将沉积的 PEG-g-(NH2)BN 纳米片的厚度从大约 3 μm-12 μm 增加而获得更高的流体动力学阻力，导致渗透率从 1253 L m-2 h-1 bar-1 降低到 840 L m-2 h- 1 bar-1（大约减少 33%），即使在不同的 pH 条件下，MB 排除也提高到 98%。这些膜的排斥特性经测试与电荷中性分子稳定。最终的功能化通过将超疏水 h-BN 转变为超亲水 PEG-g-(NH2)BN 来增强表面润湿性。改进的润湿性和孔隙率导致 1253 L m-2 h-1 bar-1 的超高水通量。通过将沉积的 PEG-g-(NH2)BN 纳米片的厚度从大约 3 μm-12 μm 增加而获得更高的流体动力学阻力，导致渗透率从 1253 L m-2 h-1 bar-1 降低到 840 L m-2 h-即使在不同的 pH 条件下，1 bar-1（大约减少 33%）和 MB 排除也提高到 98%。这些膜的排斥特性经测试与电荷中性分子稳定。通过将沉积的 PEG-g-(NH2)BN 纳米片的厚度从大约 3 μm-12 μm 增加而获得更高的流体动力学阻力，导致渗透率从 1253 L m-2 h-1 bar-1 降低到 840 L m-2 h- 1 bar-1（大约减少 33%），即使在不同的 pH 条件下，MB 排除也提高到 98%。这些膜的排斥特性经测试与电荷中性分子稳定。通过将沉积的 PEG-g-(NH2)BN 纳米片的厚度从大约 3 μm-12 μm 增加而获得更高的流体动力学阻力，导致渗透率从 1253 L m-2 h-1 bar-1 降低到 840 L m-2 h- 1 bar-1（大约减少 33%），即使在不同的 pH 条件下，MB 排除也提高到 98%。这些膜的排斥特性经测试与电荷中性分子稳定。