Nova tehnologija za izboljšanje visoke selektivnosti in zaščite pred obraščanjem membran za reverzno osmozo.

Tehnologija reverzne osmoze (RO) je pritegnila veliko pozornosti zaradi široke uporabnosti za razsoljevanje somornice in morske vode. Membrane za reverzno osmozo iz tankoslojnega kompozita (TFC) poliamida (PA), sestavljene iz gostega ločilnega sloja in poroznega nosilnega sloja, so bile vodilni izdelki na tem področju. Vendar pa nizka prepustnost PA RO membran in umazanija TFC membran za reverzno osmozo omejujejo široko uporabo PA RO TFC membran. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Sinteza nanokompozitnih membran se je izkazala kot odlična metoda za združevanje prednosti polimernih in anorganskih nanomaterialov. Naravne lastnosti membran za reverzno osmozo je mogoče izboljšati s fino nastavitvijo sestave in strukture. Na primer, hidrotalcit (HT) je bil dispergiran v vodni raztopini in vključen v PA matriko na stopnji medfazne polimerizacije, da se ustvarijo kanali za transport vode.
Dobljene membrane kažejo visoko selektivnost prepustnosti in povečan pretok vode brez žrtvovanja odbijanja soli. Poleg tega se je modifikacija membrane, vključno z vključitvijo nanodelcev, površinskim premazom in cepljenjem, izkazala za učinkovit pristop k preprečevanju biološkega obraščanja. Med njimi je cepljenje sredstev proti obraščanju na nanodelce, vdelane v matriko PA, odlična strategija za dodajanje lastnosti proti obraščanju membranam za reverzno osmozo, ne da bi poškodovali matriko PA.
Nanodelci HT so bogati s hidroksilnimi skupinami, ki lahko reagirajo s siloksi skupinami silanskih spojilnih sredstev, da dosežejo cepljenje proti obraščanju. Zato je mogoče dobiti novo membrano za reverzno osmozo TFC z visoko selektivnostjo in lastnostmi proti obraščanju z uporabo nanodelcev HT kot dopantov v sloju PA in cepljenjem sredstev za spajanje proti obraščanju, ki vsebujejo silanske funkcionalne skupine, na površino membrane.
Prof. Wang Jian z Inštituta za razsoljevanje in integrirano uporabo morske vode, prof. Ma Zhong z Univerze za znanost in tehnologijo Shandong, dr. Tian Xinxia s Kitajske akademije znanosti, navdihnjen z značilnostmi nanodelcev HT in silanskih spojnih sredstev, ki vsebujejo kvaternar amonijeve soli. , in člani njihove ekipe skupaj. Vložena so bila prizadevanja za razvoj nove vrste membrane za reverzno osmozo z dolgoročno stabilno visoko zmogljivostjo s hkratnim izboljšanjem prvotne selektivnosti prepustnosti in proti obraščanju.
Njihovo delo je znatno izboljšalo delovanje membran za reverzno osmozo TFC PA in zagotovilo dragocene tehnične nasvete za prihodnost razsoljevanja morske vode. Študija je bila objavljena v reviji Frontiers of Environmental Science & Engineering.
V tej študiji so bili nanodelci Mg-Al-CO3 HT vključeni v plast PA z disperzijo v organski raztopini med medfazno polimerizacijo. Vključitev HT ima dvojno vlogo, saj povečuje pretok vode in služi kot mesto cepljenja. Vključitev HT je povečala pretok vode brez žrtvovanja zavrnitve soli, s čimer je nadomestila izgube, ki jih povzroči kasnejša reakcija cepljenja. Izpostavljena površina HT služi kot mesto cepljenja za sredstvo proti obraščanju dimetiloktadecil[3-(trimetoksisilil)propil]amonijev klorid (DMOT-PAC).
Kombinacija vgradnje HT in cepljenja DMOTPAC daje membranam za reverzno osmozo visoko selektivnost prepustnosti in lastnosti proti obraščanju. Pretok vode PA-NT-0,06 je bil 49,8 l/m2·h, kar je za 16,4 % več kot pri originalni membrani. Stopnja zavrnitve soli PA-HT-0,06 je bila 99,1 %, kar je primerljivo s tisto pri originalni membrani. Glede na kontaminacijo z negativno nabitim lizocimom je bila obnovitev vodnega toka modificirane membrane višja kot pri originalni membrani (npr. 86,8 % za PA-HT-0,06 proti 78,2 % za PA-original). Stopnja baktericidnega delovanja PA-HT-0,06 proti Escherichia coli in Bacillus subtilis je bila 97,3 % oziroma 98,7 %.
Ta študija je prva, ki je poročala o tvorbi kovalentnih vezi med nanodelci DMOTPAC in HT, vdelanimi v PA matrike za proizvodnjo membran reverzne osmoze z visoko selektivnostjo prepustnosti in lastnostmi proti obraščanju. Vključitev integriranih nanodelcev in cepljenje funkcionalnih skupin omogočata razvoj membran za reverzno osmozo z visoko selektivnostjo prepustnosti in lastnostmi proti obraščanju.
Dodatne informacije: Xinxia Tian et al., Priprava membrane za reverzno osmozo z visoko selektivnostjo in lastnostmi proti obraščanju za razsoljevanje morske vode, Frontiers in Environmental Science and Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
Če naletite na tipkarsko napako, netočnost ali želite oddati zahtevo za urejanje vsebine te strani, uporabite ta obrazec. Za splošna vprašanja uporabite naš kontaktni obrazec. Za splošne povratne informacije uporabite spodnji razdelek za javne komentarje (prosim za priporočila).
Vaše povratne informacije so za nas zelo pomembne. Vendar pa zaradi količine sporočil ne moremo zagotoviti individualnih odgovorov.
Vaš e-poštni naslov se uporablja samo za obveščanje prejemnikov, kdo je poslal e-pošto. Niti vaš naslov niti naslov prejemnika ne bosta uporabljena za noben drug namen. Podatki, ki ste jih vnesli, se bodo pojavili v vaši e-pošti in jih Phys.org ne bo shranil v nobeni obliki.
Prejemajte tedenske in/ali dnevne posodobitve v svoj nabiralnik. Odjavite se lahko kadar koli in vaših podatkov ne bomo nikoli posredovali tretjim osebam.
To spletno mesto uporablja piškotke za lažjo navigacijo, analizo vaše uporabe naših storitev, zbiranje podatkov za prilagajanje oglasov in zagotavljanje vsebin tretjih oseb. Z uporabo našega spletnega mesta potrjujete, da ste prebrali in razumeli naš pravilnik o zasebnosti in pogoje uporabe.


Čas objave: Jan-04-2023