Omvendt osmose (RO) teknologi har tiltrukket sig stor opmærksomhed på grund af dens brede anvendelighed til afsaltning af brakvand og havvand. Tyndfilmskomposit (TFC) polyamid (PA) omvendt osmosemembraner, bestående af et tæt adskillelseslag og et porøst støttelag, har været de førende produkter på dette område. Den lave permeabilitet af PA RO-membraner og tilsmudsning af TFC omvendt osmose-membraner begrænser imidlertid den udbredte brug af PA RO TFC-membraner. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Syntesen af nanokompositmembraner har vist sig at være en fremragende metode til at kombinere fordelene ved polymere og uorganiske nanomaterialer. De naturlige egenskaber ved omvendt osmose-membraner kan forbedres ved at finjustere sammensætningen og strukturen. For eksempel blev hydrotalcit (HT) dispergeret i en vandig opløsning og inkluderet i PA-matrixen på stadiet med grænsefladepolymerisation for at skabe vandtransportkanaler.
De resulterende membraner udviser høj permeabilitetsselektivitet og øget vandstrøm uden at ofre saltafvisning. Derudover har membranmodifikation, herunder inkorporering af nanopartikler, overfladebelægning og podning, vist sig at være en effektiv tilgang til at forhindre biobegroning. Blandt dem er podning af antibegroningsmidler på nanopartikler indlejret i PA-matrixen en fremragende strategi til at bibringe anti-fouling-egenskaber til at omvende osmosemembraner uden at beskadige PA-matrixen.
HT-nanopartiklerne er rige på hydroxylgrupper, som kan reagere med siloxygrupperne i silankoblingsmidler for at opnå antifouling-podning. Derfor kan en ny TFC omvendt osmose-membran med høj selektivitet og anti-fouling-egenskaber opnås ved at bruge HT-nanopartikler som dopingmidler i PA-laget og pode anti-fouling-funktionelle gruppe-holdige silan-koblingsmidler på membranoverfladen.
Prof. Wang Jian fra Institute of Desalination and Integrated Seawater Utilization, Prof. Ma Zhong fra Shandong University of Science and Technology, Dr. Tian Xinxia fra det kinesiske videnskabsakademi, inspireret af egenskaberne ved HT-nanopartikler og silankoblingsmidler indeholdende kvaternære ammoniumsalte. , og medlemmer af deres team sammen. Der er gjort bestræbelser på at udvikle en ny type omvendt osmose-membran med langtidsstabil høj ydeevne ved samtidig at forbedre den oprindelige permeabilitetsselektivitet og antifouling.
Deres arbejde forbedrede markant ydeevnen af TFC PA omvendt osmose-membraner og gav værdifuld teknisk rådgivning til fremtiden for afsaltning af havvand. Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Frontiers of Environmental Science & Engineering.
I denne undersøgelse blev Mg-Al-CO3 HT nanopartikler inkorporeret i et PA-lag ved dispersion i en organisk opløsning under grænsefladepolymerisation. Inkluderingen af HT spiller en dobbelt rolle, hvilket forbedrer vandgennemstrømningen og tjener som podningssted. Inkluderingen af HT øgede vandstrømmen uden at ofre saltafvisning, hvilket kompenserede for tabene forårsaget af den efterfølgende podningsreaktion. Den eksponerede overflade af HT tjener som podningssted for antifoulingmidlet dimethyloctadecyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammoniumchlorid (DMOT-PAC).
Kombinationen af HT-inkorporering og DMOTPAC-podning giver omvendt osmose-membraner med høj permeabilitetsselektivitet og antibegroningsegenskaber. Vandgennemstrømningen af PA-NT-0,06 var 49,8 l/m2·h, hvilket er 16,4% højere end den oprindelige membran. Graden af afvisning af PA-HT-0,06-saltet var 99,1%, hvilket er sammenligneligt med den oprindelige membran. Med hensyn til negativt ladet lysozymkontamination var den vandige fluxgenvinding af den modificerede membran højere end den for den originale membran (f.eks. 86,8 % for PA-HT-0,06 versus 78,2 % for PA-original). Graden af baktericid aktivitet af PA-HT-0,06 mod Escherichia coli og Bacillus subtilis var henholdsvis 97,3 % og 98,7 %.
Denne undersøgelse er den første til at rapportere dannelsen af kovalente bindinger mellem DMOTPAC- og HT-nanopartikler indlejret i PA-matricer for at producere omvendt osmose-membraner med høj permeabilitetsselektivitet og antibegroningsegenskaber. Inkorporeringen af integrerede nanopartikler og funktionel gruppepodning muliggør udviklingen af omvendt osmosemembraner med høj permeabilitetsselektivitet og antibegroningsegenskaber.
Yderligere information: Xinxia Tian et al., Forberedelse af en omvendt osmosemembran med høj selektivitet og antibegroningsegenskaber til afsaltning af havvand, Frontiers in Environmental Science and Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
Hvis du støder på en tastefejl, unøjagtighed eller gerne vil indsende en anmodning om at redigere indholdet på denne side, bedes du bruge denne formular. For generelle spørgsmål, brug venligst vores kontaktformular. For generel feedback, brug venligst den offentlige kommentarsektion nedenfor (anbefalinger venligst).
Din feedback er meget vigtig for os. På grund af mængden af beskeder kan vi dog ikke garantere individuelle svar.
Din e-mailadresse bruges kun til at fortælle modtagerne, hvem der har sendt e-mailen. Hverken din adresse eller modtagerens adresse vil blive brugt til andre formål. De oplysninger, du indtastede, vises i din e-mail og vil ikke blive gemt af Phys.org i nogen form.
Få ugentlige og/eller daglige opdateringer i din indbakke. Du kan til enhver tid afmelde dig, og vi deler aldrig dine data med tredjeparter.
Denne hjemmeside bruger cookies til at lette navigationen, analysere din brug af vores tjenester, indsamle data for at tilpasse annoncer og levere indhold fra tredjeparter. Ved at bruge vores hjemmeside, anerkender du, at du har læst og forstået vores privatlivspolitik og vilkår for brug.
Indlægstid: Jan-04-2023