Технологія зворотного осмосу (RO) привернула велику увагу завдяки широкому застосуванню для опріснення солонуватої та морської води. Тонкоплівкові композитні (TFC) поліамідні (PA) мембрани зворотного осмосу, що складаються з щільного розділового шару та пористого опорного шару, були провідними продуктами в цій галузі. Однак низька проникність мембран PA RO та забруднення мембран зворотного осмосу TFC обмежують широке використання мембран PA RO TFC. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Синтез нанокомпозитних мембран виявився чудовим методом поєднання переваг полімерних і неорганічних наноматеріалів. Природні характеристики зворотньоосмотичних мембран можна покращити шляхом точного налаштування складу та структури. Наприклад, гідротальцит (ГТ) диспергували у водному розчині і включали в матрицю ПА на стадії міжфазної полімеризації для створення водотранспортних каналів.
Отримані мембрани демонструють високу селективність проникності та підвищений потік води без шкоди для відштовхування солей. Крім того, було показано, що модифікація мембрани, включаючи включення наночастинок, покриття поверхні та щеплення, є ефективним підходом для запобігання біообростання. Серед них, прищеплення агентів проти обростання на наночастинки, вбудовані в PA матрицю, є чудовою стратегією для надання властивостей захисту від обростання мембранам зворотного осмосу без пошкодження PA матриці.
Наночастинки HT багаті гідроксильними групами, які можуть реагувати з силоксигрупами силанових зв’язуючих агентів для досягнення щеплення проти обростання. Таким чином, нова мембрана зворотного осмосу TFC з високою селективністю та властивостями проти обростання може бути отримана шляхом використання наночастинок HT як легуючих добавок у шарі PA та прищеплення на поверхню мембрани силанових зв’язуючих речовин, що містять функціональні групи проти обростання.
Професор Ван Цзянь з Інституту опріснення та інтегрованого використання морської води, професор Ма Чжун з Університету науки і технологій Шаньдуна, доктор Тянь Сінься з Академії наук Китаю, натхненні характеристиками наночастинок HT і силанових сполучних агентів, що містять четвертинні солі амонію. , а також члени їх команди разом. Було докладено зусиль для розробки нового типу зворотньоосмотичної мембрани з довгостроковою стабільною високою продуктивністю шляхом одночасного покращення вихідної селективності проникності та захисту від обростання.
Їхня робота значно покращила продуктивність зворотньоосмотичних мембран TFC PA і надала цінні технічні поради щодо майбутнього опріснення морської води. Дослідження було опубліковано в журналі Frontiers of Environmental Science & Engineering.
У цьому дослідженні наночастинки Mg-Al-CO3 HT були включені в шар PA шляхом диспергування в органічному розчині під час міжфазної полімеризації. Включення HT відіграє подвійну роль, посилюючи потік води та слугуючи місцем щеплення. Включення HT збільшило потік води без шкоди для відторгнення солі, компенсуючи втрати, спричинені наступною реакцією щеплення. Відкрита поверхня HT служить місцем прищеплення для агента проти обростання диметилоктадецил[3-(триметоксисиліл)пропіл]хлориду амонію (DMOT-PAC).
Комбінація включення HT і прищеплення DMOTPAC надає мембранам зворотнього осмосу високу селективність проникності та властивості проти обростання. Витрата води ПА-НТ-0,06 склала 49,8 л/м2·год, що на 16,4% вище, ніж у вихідної мембрани. Ступінь відторгнення солі PA-HT-0,06 склав 99,1%, що можна порівняти з вихідною мембраною. Щодо забруднення негативно зарядженим лізоцимом, відновлення водного потоку модифікованої мембрани було вищим, ніж вихідної мембрани (наприклад, 86,8% для PA-HT-0,06 проти 78,2% для PA-оригіналу). Ступінь бактерицидності ПА-НТ-0,06 щодо Escherichia coli та Bacillus subtilis становив 97,3% та 98,7% відповідно.
Це дослідження є першим, у якому повідомляється про утворення ковалентних зв’язків між наночастинками DMOTPAC і HT, вбудованими в матриці PA, для отримання мембран зворотного осмосу з високою селективністю проникності та властивостями проти обростання. Включення інтегрованих наночастинок і прищеплення функціональних груп дозволяють розробити зворотньоосмотичні мембрани з високою селективністю проникності та властивостями проти обростання.
Додаткова інформація: Xinxia Tian та ін., Підготовка мембрани зворотного осмосу з високою селективністю та властивостями проти обростання для опріснення морської води, Frontiers in Environmental Science and Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
Якщо ви зіткнулися з друкарською помилкою, неточністю або хочете надіслати запит на редагування вмісту цієї сторінки, скористайтеся цією формою. Для загальних питань скористайтеся нашою контактною формою. Для загального відгуку скористайтеся розділом громадських коментарів нижче (будь ласка, рекомендації).
Ваш відгук дуже важливий для нас. Однак через велику кількість повідомлень ми не можемо гарантувати індивідуальні відповіді.
Ваша електронна адреса використовується лише для того, щоб повідомити одержувачам, хто надіслав лист. Ні ваша адреса, ні адреса одержувача не будуть використані для будь-яких інших цілей. Введена вами інформація з’явиться у вашій електронній пошті та не зберігатиметься на Phys.org у жодній формі.
Отримуйте щотижневі та/або щоденні оновлення на свою поштову скриньку. Ви можете скасувати підписку в будь-який час, і ми ніколи не передамо ваші дані третім особам.
Цей веб-сайт використовує файли cookie для полегшення навігації, аналізу використання вами наших послуг, збору даних для персоналізації реклами та надання вмісту від третіх сторін. Використовуючи наш веб-сайт, ви підтверджуєте, що прочитали та зрозуміли нашу Політику конфіденційності та Умови використання.
Час публікації: 04 січня 2023 р