La tecnologia d'osmosi inversa (RO) ha cridat molta atenció a causa de la seva àmplia aplicabilitat per a la dessalinització d'aigua salobre i de mar. Les membranes d'osmosi inversa de poliamida (PA) compostes de pel·lícula fina (TFC), que consisteixen en una capa de separació densa i una capa de suport porosa, han estat els principals productes en aquest camp. Tanmateix, la baixa permeabilitat de les membranes PA RO i l'encrassement de les membranes d'osmosi inversa TFC limiten l'ús generalitzat de les membranes PA RO TFC. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
La síntesi de membranes nanocomposites ha demostrat ser un mètode excel·lent per combinar els avantatges dels nanomaterials polimèrics i inorgànics. Les característiques naturals de les membranes d'osmosi inversa es poden millorar ajustant la composició i l'estructura. Per exemple, l'hidrotalcita (HT) es va dispersar en una solució aquosa i es va incloure a la matriu PA en l'etapa de polimerització interfacial per crear canals de transport d'aigua.
Les membranes resultants presenten una alta selectivitat de permeabilitat i un major cabal d'aigua sense sacrificar la repel·lència a la sal. A més, s'ha demostrat que la modificació de la membrana, inclosa la incorporació de nanopartícules, el recobriment de superfícies i l'empelt, és un enfocament eficaç per prevenir la biofouling. Entre ells, empeltar agents antiincrustantes a nanopartícules incrustades a la matriu PA és una estratègia excel·lent per impartir propietats antiincrustantes a les membranes d'osmosi inversa sense danyar la matriu PA.
Les nanopartícules HT són riques en grups hidroxil, que poden reaccionar amb els grups siloxi dels agents d'acoblament de silà per aconseguir l'empelt antifouling. Per tant, es pot obtenir una nova membrana d'osmosi inversa TFC amb alta selectivitat i propietats antiincrustantes utilitzant nanopartícules HT com a dopants a la capa PA i empeltant agents d'acoblament de silà que contenen grups funcionals antiincrustantes a la superfície de la membrana.
Prof. Wang Jian de l'Institut de Desalinització i Ús Integrat d'Aigua de Mar, Prof. Ma Zhong de la Universitat de Ciència i Tecnologia de Shandong, Dr. Tian Xinxia de l'Acadèmia Xinesa de Ciències, inspirats en les característiques de les nanopartícules HT i els agents d'acoblament de silà que contenen quaternaris sals d'amoni. , i membres del seu equip junts. S'han fet esforços per desenvolupar un nou tipus de membrana d'osmosi inversa amb un alt rendiment estable a llarg termini millorant simultàniament la selectivitat de la permeabilitat original i l'antifouling.
El seu treball va millorar significativament el rendiment de les membranes d'osmosi inversa TFC PA i va proporcionar un assessorament tècnic valuós per al futur de la dessalinització d'aigua de mar. L'estudi es va publicar a la revista Frontiers of Environmental Science & Engineering.
En aquest estudi, les nanopartícules de Mg-Al-CO3 HT es van incorporar a una capa de PA mitjançant la dispersió en una solució orgànica durant la polimerització interfacial. La inclusió de HT té un doble paper, millorant el flux d'aigua i servint com a lloc d'empelt. La inclusió d'HT va augmentar el cabal d'aigua sense sacrificar el rebuig de sal, compensant les pèrdues provocades per la reacció d'empelt posterior. La superfície exposada de l'HT serveix com a lloc d'empelt per a l'agent antiincrustante clorur de dimetiloctadecil [3-(trimetoxisilil)propil]amoni (DMOT-PAC).
La combinació de la incorporació d'HT i l'empelt de DMOTPAC dota les membranes d'osmosi inversa d'alta selectivitat de permeabilitat i propietats antifouling. El cabal d'aigua de PA-NT-0,06 va ser de 49,8 l/m2·h, que és un 16,4% superior al de la membrana original. El grau de rebuig de la sal PA-HT-0,06 va ser del 99,1%, que és comparable al de la membrana original. Pel que fa a la contaminació per lisozima carregada negativament, la recuperació del flux aquós de la membrana modificada va ser superior a la de la membrana original (per exemple, 86,8% per PA-HT-0,06 versus 78,2% per PA-original). El grau d'activitat bactericida de PA-HT-0,06 contra Escherichia coli i Bacillus subtilis va ser del 97,3% i del 98,7%, respectivament.
Aquest estudi és el primer que informa de la formació d'enllaços covalents entre nanopartícules DMOTPAC i HT incrustades en matrius de PA per produir membranes d'osmosi inversa amb alta selectivitat de permeabilitat i propietats anti-fouling. La incorporació de nanopartícules integrades i l'empelt de grups funcionals permeten el desenvolupament de membranes d'osmosi inversa amb alta selectivitat de permeabilitat i propietats antifouling.
Més informació: Xinxia Tian et al., Preparació d'una membrana d'osmosi inversa amb propietats d'alta selectivitat i antifouling per a la dessalinització d'aigua de mar, Frontiers in Environmental Science and Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
Si trobeu un error ortogràfic, inexactitud o voleu enviar una sol·licitud per editar el contingut d'aquesta pàgina, utilitzeu aquest formulari. Per a preguntes generals, utilitzeu el nostre formulari de contacte. Per obtenir comentaris generals, utilitzeu la secció de comentaris públics a continuació (recomanacions si us plau).
Els vostres comentaris són molt importants per a nosaltres. Tanmateix, a causa del volum de missatges, no podem garantir respostes individuals.
La vostra adreça de correu electrònic només s'utilitza per informar els destinataris de qui ha enviat el correu electrònic. Ni la vostra adreça ni l'adreça del destinatari s'utilitzaran per a cap altre propòsit. La informació que heu introduït apareixerà al vostre correu electrònic i Phys.org no l'emmagatzemarà en cap forma.
Rebeu actualitzacions setmanals i/o diàries a la vostra safata d'entrada. Pots donar-te de baixa en qualsevol moment i mai compartirem les teves dades amb tercers.
Aquest lloc web utilitza cookies per facilitar la navegació, analitzar el vostre ús dels nostres serveis, recopilar dades per personalitzar anuncis i proporcionar contingut de tercers. En utilitzar el nostre lloc web, reconeixeu que heu llegit i entès la nostra Política de privadesa i Condicions d'ús.
Hora de publicació: 04-gen-2023