Technologia odwróconej osmozy (RO) cieszy się dużym zainteresowaniem ze względu na jej szerokie zastosowanie do odsalania wody słonawej i morskiej. Wiodącymi produktami w tej dziedzinie są cienkowarstwowe membrany kompozytowe (TFC) z poliamidu (PA) do odwróconej osmozy, składające się z gęstej warstwy oddzielającej i porowatej warstwy nośnej. Jednakże niska przepuszczalność membran PA RO i zanieczyszczanie membran odwróconej osmozy TFC ograniczają powszechne stosowanie membran PA RO TFC. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Synteza membran nanokompozytowych okazała się doskonałą metodą łączenia zalet nanomateriałów polimerowych i nieorganicznych. Naturalne właściwości membran odwróconej osmozy można poprawić poprzez precyzyjne dostrojenie składu i struktury. Przykładowo hydrotalcyt (HT) został zdyspergowany w roztworze wodnym i włączony do matrycy PA na etapie polimeryzacji międzyfazowej w celu utworzenia kanałów transportu wody.
Powstałe membrany wykazują wysoką selektywność przepuszczalności i zwiększony przepływ wody bez utraty odporności na sól. Ponadto wykazano, że modyfikacja membrany, obejmująca wprowadzanie nanocząstek, powlekanie powierzchni i szczepienie, jest skuteczną metodą zapobiegania biofoulingowi. Wśród nich szczepienie środków przeciwporostowych na nanocząsteczkach osadzonych w matrycy PA jest doskonałą strategią nadawania właściwości przeciwporostowych membranom odwróconej osmozy bez uszkadzania matrycy PA.
Nanocząstki HT są bogate w grupy hydroksylowe, które mogą reagować z grupami siloksylowymi silanowych środków sprzęgających, uzyskując szczepienie przeciwporostowe. Dlatego też można otrzymać nową membranę TFC do odwróconej osmozy o wysokiej selektywności i właściwościach przeciwporostowych, stosując nanocząstki HT jako domieszki w warstwie PA i szczepiąc na powierzchni membrany silanowe środki sprzęgające zawierające przeciwporostowe grupy funkcyjne.
Prof. Wang Jian z Instytutu Odsalania i Zintegrowanego Utylizacji Wody Morskiej, Prof. Ma Zhong z Uniwersytetu Naukowo-Technologicznego w Shandong, Dr Tian Xinxia z Chińskiej Akademii Nauk, zainspirowany właściwościami nanocząstek HT i silanowych środków sprzęgających zawierających czwartorzędowe sole amonowe. i członkowie ich zespołu razem. Podjęto wysiłki w celu opracowania nowego typu membrany odwróconej osmozy o długotrwałej, stabilnej i wysokiej wydajności, przy jednoczesnej poprawie pierwotnej selektywności przepuszczalności i właściwości przeciwporostowych.
Ich praca znacznie poprawiła wydajność membran odwróconej osmozy TFC PA i zapewniła cenne porady techniczne dotyczące przyszłości odsalania wody morskiej. Badanie opublikowano w czasopiśmie Frontiers of Environmental Science & Engineering.
W niniejszym badaniu nanocząstki Mg-Al-CO3 HT wprowadzono do warstwy PA poprzez dyspersję w roztworze organicznym podczas polimeryzacji międzyfazowej. Włączenie HT odgrywa podwójną rolę, poprawia przepływ wody i służy jako miejsce szczepienia. Dodatek HT zwiększył przepływ wody bez utraty odrzucenia soli, kompensując straty spowodowane późniejszą reakcją szczepienia. Odsłonięta powierzchnia HT służy jako miejsce szczepienia środka przeciwporostowego, chlorku dimetylooktadecylo[3-(trimetoksysililo)propylo]amoniowego (DMOT-PAC).
Połączenie wbudowania HT i szczepienia DMOTPAC zapewnia membranom odwróconej osmozy wysoką selektywność przepuszczalności i właściwości przeciwporostowe. Przepływ wody PA-NT-0.06 wyniósł 49,8 l/m2·h i był o 16,4% wyższy niż w przypadku oryginalnej membrany. Stopień odrzucenia soli PA-HT-0,06 wyniósł 99,1% i jest porównywalny z membraną oryginalną. W odniesieniu do zanieczyszczenia ujemnie naładowanym lizozymem, odzysk strumienia wodnego przez zmodyfikowaną membranę był wyższy niż w przypadku oryginalnej membrany (np. 86,8% dla PA-HT-0,06 w porównaniu z 78,2% dla oryginalnego PA). Stopień aktywności bakteriobójczej PA-HT-0,06 wobec Escherichia coli i Bacillus subtilis wynosił odpowiednio 97,3% i 98,7%.
To badanie jako pierwsze opisuje powstawanie wiązań kowalencyjnych pomiędzy nanocząsteczkami DMOTPAC i HT osadzonymi w matrycach PA w celu wytworzenia membran odwróconej osmozy o wysokiej selektywności przepuszczalności i właściwościach przeciwporostowych. Włączenie zintegrowanych nanocząstek i szczepienie grup funkcyjnych umożliwia opracowanie membran odwróconej osmozy o wysokiej selektywności przepuszczalności i właściwościach przeciwporostowych.
Dalsze informacje: Xinxia Tian i in., Przygotowanie membrany odwróconej osmozy o wysokiej selektywności i właściwościach przeciwporostowych do odsalania wody morskiej, Frontiers in Environmental Science and Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
Jeśli napotkasz literówkę, nieścisłość lub chcesz zgłosić prośbę o edycję zawartości tej strony, skorzystaj z tego formularza. W przypadku pytań ogólnych prosimy skorzystać z naszego formularza kontaktowego. Aby uzyskać ogólną opinię, skorzystaj z poniższej sekcji komentarzy publicznych (proszę o rekomendacje).
Twoja opinia jest dla nas bardzo ważna. Jednakże ze względu na ilość wiadomości nie możemy zagwarantować indywidualnych odpowiedzi.
Twój adres e-mail służy wyłącznie do poinformowania odbiorców, kto wysłał wiadomość e-mail. Ani Twój adres, ani adres odbiorcy nie będą wykorzystywane w żadnym innym celu. Wprowadzone informacje pojawią się w Twoim e-mailu i nie będą przechowywane przez Phys.org w żadnej formie.
Otrzymuj cotygodniowe i/lub codzienne aktualizacje na swoją skrzynkę odbiorczą. W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrypcji, a my nigdy nie udostępnimy Twoich danych podmiotom trzecim.
Ta strona wykorzystuje pliki cookies w celu ułatwienia nawigacji, analizy korzystania z naszych usług, gromadzenia danych w celu personalizacji reklam oraz dostarczania treści pochodzących od podmiotów trzecich. Korzystając z naszej witryny, potwierdzasz, że przeczytałeś i zrozumiałeś naszą Politykę prywatności i Warunki użytkowania.
Czas publikacji: 04 stycznia 2023 r