O nouă tehnologie pentru a îmbunătăți selectivitatea ridicată și anti-fouling a membranelor de osmoză inversă.

Tehnologia de osmoză inversă (RO) a atras multă atenție datorită aplicabilității sale extinse pentru desalinizarea apei salmastre și de mare. Membranele de osmoză inversă din compozit cu peliculă subțire (TFC) poliamidă (PA), constând dintr-un strat dens de separare și un strat suport poros, au fost produsele de vârf în acest domeniu. Cu toate acestea, permeabilitatea scăzută a membranelor PA RO și murdărirea membranelor de osmoză inversă TFC limitează utilizarea pe scară largă a membranelor PA RO TFC. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Sinteza membranelor nanocompozite s-a dovedit a fi o metodă excelentă pentru combinarea avantajelor nanomaterialelor polimerice și anorganice. Caracteristicile naturale ale membranelor de osmoză inversă pot fi îmbunătățite prin reglarea fină a compoziției și structurii. De exemplu, hidrotalcitul (HT) a fost dispersat într-o soluție apoasă și inclus în matricea PA în stadiul de polimerizare interfacială pentru a crea canale de transport de apă.
Membranele rezultate prezintă o selectivitate ridicată la permeabilitate și un debit crescut de apă fără a sacrifica rezistența la sare. În plus, modificarea membranei, inclusiv încorporarea de nanoparticule, acoperirea suprafeței și grefarea, s-a dovedit a fi o abordare eficientă pentru a preveni biofouling. Printre aceștia, grefarea agenților antifouling pe nanoparticulele încorporate în matricea PA este o strategie excelentă pentru a conferi proprietăți antifouling membranelor de osmoză inversă fără a deteriora matricea PA.
Nanoparticulele HT sunt bogate în grupări hidroxil, care pot reacționa cu grupările siloxi ale agenților de cuplare silan pentru a obține grefarea antifouling. Prin urmare, o nouă membrană de osmoză inversă TFC cu selectivitate ridicată și proprietăți anti-fouling poate fi obținută prin utilizarea nanoparticulelor HT ca dopanți în stratul de PA și grefarea agenților de cuplare silan care conțin grupe funcționale anti-fouling pe suprafața membranei.
Prof. Wang Jian de la Institutul de Desalinizare și Utilizare Integrată a Apei de Mare, Prof. Ma Zhong de la Universitatea de Știință și Tehnologie Shandong, Dr. Tian Xinxia de la Academia Chineză de Științe, inspirat de caracteristicile nanoparticulelor HT și ale agenților de cuplare cu silan care conțin cuaternari săruri de amoniu. , și membrii echipei lor împreună. Au fost depuse eforturi pentru a dezvolta un nou tip de membrană de osmoză inversă cu performanțe ridicate, stabile pe termen lung, prin îmbunătățirea simultană a selectivității permeabilității originale și a antifouling.
Munca lor a îmbunătățit semnificativ performanța membranelor de osmoză inversă TFC PA și a oferit sfaturi tehnice valoroase pentru viitorul desalinării apei de mare. Studiul a fost publicat în revista Frontiers of Environmental Science & Engineering.
În acest studiu, nanoparticulele de Mg-Al-CO3 HT au fost încorporate într-un strat de PA prin dispersie într-o soluție organică în timpul polimerizării interfaciale. Includerea HT joacă un rol dublu, sporind fluxul de apă și servind ca loc de altoire. Includerea HT a crescut debitul de apă fără a sacrifica respingerea sării, compensând pierderile cauzate de reacția de altoire ulterioară. Suprafața expusă a HT servește ca loc de grefare pentru clorură de dimetiloctadecil[3-(trimetoxisilil)propil]amoniu (DMOT-PAC).
Combinația dintre încorporarea HT și altoirea DMOTPAC conferă membranelor de osmoză inversă o selectivitate ridicată de permeabilitate și proprietăți antifouling. Debitul de apă al PA-NT-0,06 a fost de 49,8 l/m2·h, ceea ce este cu 16,4% mai mare decât cel al membranei originale. Gradul de respingere al sării PA-HT-0,06 a fost de 99,1%, ceea ce este comparabil cu cel al membranei originale. În ceea ce privește contaminarea cu lizozimă încărcată negativ, recuperarea fluxului apos a membranei modificate a fost mai mare decât cea a membranei originale (de exemplu, 86,8% pentru PA-HT-0,06 față de 78,2% pentru PA-original). Gradul de activitate bactericidă a PA-HT-0,06 împotriva Escherichia coli și Bacillus subtilis a fost de 97,3%, respectiv 98,7%.
Acest studiu este primul care raportează formarea de legături covalente între nanoparticulele DMOTPAC și HT încorporate în matrice PA pentru a produce membrane de osmoză inversă cu selectivitate de permeabilitate ridicată și proprietăți anti-fouling. Încorporarea nanoparticulelor integrate și grefarea grupurilor funcționale permit dezvoltarea membranelor de osmoză inversă cu selectivitate ridicată de permeabilitate și proprietăți antifouling.
Informații suplimentare: Xinxia Tian și colab., Prepararea unei membrane de osmoză inversă cu proprietăți de selectivitate ridicată și anti-fouling pentru desalinizarea apei de mare, Frontiers in Environmental Science and Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
Dacă întâmpinați o greșeală de scriere, inexactitate sau dacă doriți să trimiteți o solicitare de editare a conținutului acestei pagini, vă rugăm să utilizați acest formular. Pentru întrebări generale, vă rugăm să utilizați formularul nostru de contact. Pentru feedback general, vă rugăm să utilizați secțiunea de comentarii publice de mai jos (recomandări vă rugăm).
Feedback-ul dumneavoastră este foarte important pentru noi. Cu toate acestea, din cauza volumului de mesaje, nu putem garanta răspunsuri individuale.
Adresa dvs. de e-mail este folosită numai pentru a informa destinatarii cine a trimis e-mailul. Nici adresa dvs., nici adresa destinatarului nu vor fi folosite în niciun alt scop. Informațiile pe care le-ați introdus vor apărea în e-mailul dvs. și nu vor fi stocate de Phys.org sub nicio formă.
Primiți actualizări săptămânale și/sau zilnice în căsuța dvs. de e-mail. Vă puteți dezabona în orice moment și nu vom împărtăși niciodată datele dumneavoastră cu terțe părți.
Acest site web folosește cookie-uri pentru a facilita navigarea, pentru a analiza utilizarea serviciilor noastre, pentru a colecta date pentru a personaliza reclamele și pentru a oferi conținut de la terți. Prin utilizarea site-ului nostru web, confirmați că ați citit și înțeles Politica noastră de confidențialitate și Termenii de utilizare.


Ora postării: 04-ian-2023