Η τεχνολογία αντίστροφης όσμωσης (RO) έχει προσελκύσει μεγάλη προσοχή λόγω της ευρείας εφαρμογής της για αφαλάτωση υφάλμυρου και θαλασσινού νερού. Οι μεμβράνες αντίστροφης όσμωσης από σύνθετο στρώμα λεπτής μεμβράνης (TFC) πολυαμιδίου (PA), που αποτελούνται από ένα πυκνό στρώμα διαχωρισμού και ένα πορώδες στρώμα στήριξης, είναι τα κορυφαία προϊόντα σε αυτόν τον τομέα. Ωστόσο, η χαμηλή διαπερατότητα των μεμβρανών PA RO και η ρύπανση των μεμβρανών αντίστροφης όσμωσης TFC περιορίζουν την ευρεία χρήση των μεμβρανών PA RO TFC. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2'); });
Η σύνθεση νανοσύνθετων μεμβρανών έχει αποδειχθεί μια εξαιρετική μέθοδος για το συνδυασμό των πλεονεκτημάτων πολυμερών και ανόργανων νανοϋλικών. Τα φυσικά χαρακτηριστικά των μεμβρανών αντίστροφης όσμωσης μπορούν να βελτιωθούν με λεπτό συντονισμό της σύνθεσης και της δομής. Για παράδειγμα, ο υδροταλκίτης (ΗΤ) διασκορπίστηκε σε ένα υδατικό διάλυμα και συμπεριλήφθηκε στη μήτρα PA στο στάδιο του πολυμερισμού της επιφάνειας για τη δημιουργία καναλιών μεταφοράς νερού.
Οι μεμβράνες που προκύπτουν εμφανίζουν εκλεκτικότητα υψηλής διαπερατότητας και αυξημένη ροή νερού χωρίς να θυσιάζεται η αλατοαπωθητικότητα. Επιπλέον, η τροποποίηση της μεμβράνης, συμπεριλαμβανομένης της ενσωμάτωσης νανοσωματιδίων, της επιφανειακής επικάλυψης και του εμβολιασμού, έχει αποδειχθεί ότι είναι μια αποτελεσματική προσέγγιση για την πρόληψη της βιοαπόθεσης. Μεταξύ αυτών, ο εμβολιασμός αντιρυπαντικών παραγόντων σε νανοσωματίδια που είναι ενσωματωμένα στη μήτρα PA είναι μια εξαιρετική στρατηγική για την παροχή αντιρυπαντικών ιδιοτήτων στις μεμβράνες αντίστροφης όσμωσης χωρίς να καταστρέφεται η μήτρα PA.
Τα νανοσωματίδια HT είναι πλούσια σε ομάδες υδροξυλίου, οι οποίες μπορούν να αντιδράσουν με τις σιλοξυ ομάδες των παραγόντων σύζευξης σιλανίου για να επιτύχουν αντιρρυπαντικό μόσχευμα. Ως εκ τούτου, μια νέα μεμβράνη αντίστροφης όσμωσης TFC με υψηλή εκλεκτικότητα και ιδιότητες κατά της ρύπανσης μπορεί να ληφθεί χρησιμοποιώντας νανοσωματίδια HT ως πρόσμικτες στο στρώμα PA και εμβολιάζοντας παράγοντες σύζευξης σιλανίου που περιέχουν αντιρυπαντική λειτουργική ομάδα στην επιφάνεια της μεμβράνης.
Ο καθηγητής Wang Jian από το Ινστιτούτο Αφαλάτωσης και Ολοκληρωμένης Αξιοποίησης Θαλασσινού Νερού, ο Καθ. Ma Zhong από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας Shandong, ο Δρ. Tian Xinxia από την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, εμπνευσμένοι από τα χαρακτηριστικά των νανοσωματιδίων HT και των παραγόντων σύζευξης σιλανίου που περιέχουν τεταρτοταγές άλατα αμμωνίου. , και τα μέλη της ομάδας τους μαζί. Έχουν γίνει προσπάθειες για την ανάπτυξη ενός νέου τύπου μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης με μακροχρόνια σταθερή υψηλή απόδοση, βελτιώνοντας ταυτόχρονα την αρχική επιλεκτικότητα διαπερατότητας και αντιρρύπανσης.
Η δουλειά τους βελτίωσε σημαντικά την απόδοση των μεμβρανών αντίστροφης όσμωσης TFC PA και παρείχε πολύτιμες τεχνικές συμβουλές για το μέλλον της αφαλάτωσης του θαλασσινού νερού. Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Frontiers of Environmental Science & Engineering.
Σε αυτή τη μελέτη, τα νανοσωματίδια Mg-Al-CO3 HT ενσωματώθηκαν σε μια στιβάδα PA με διασπορά σε ένα οργανικό διάλυμα κατά τη διεπιφανειακή πολυμερισμό. Η συμπερίληψη του HT παίζει διπλό ρόλο, ενισχύοντας τη ροή του νερού και χρησιμεύοντας ως θέση εμβολιασμού. Η συμπερίληψη HT αύξησε τη ροή του νερού χωρίς να θυσιάζει την απόρριψη αλατιού, αντισταθμίζοντας τις απώλειες που προκλήθηκαν από την επακόλουθη αντίδραση εμβολιασμού. Η εκτεθειμένη επιφάνεια του ΗΤ χρησιμεύει ως θέση εμβολιασμού για τον αντιρρυπαντικό χλωριούχο διμεθυλοκταδεκυλ[3-(τριμεθοξυσιλυλ)προπυλ]αμμώνιο (DMOT-PAC).
Ο συνδυασμός ενσωμάτωσης HT και εμβολιασμού DMOTPAC προσδίδει στις μεμβράνες αντίστροφης όσμωσης με εκλεκτικότητα υψηλής διαπερατότητας και αντιρρυπαντικές ιδιότητες. Η ροή νερού του PA-NT-0.06 ήταν 49,8 l/m2·h, που είναι 16,4% υψηλότερη από εκείνη της αρχικής μεμβράνης. Ο βαθμός απόρριψης του άλατος ΡΑ-ΗΤ-0,06 ήταν 99,1%, ο οποίος είναι συγκρίσιμος με εκείνον της αρχικής μεμβράνης. Όσον αφορά τη μόλυνση με αρνητικά φορτισμένη λυσοζύμη, η ανάκτηση υδατικής ροής της τροποποιημένης μεμβράνης ήταν υψηλότερη από εκείνη της αρχικής μεμβράνης (π.χ. 86,8% για το PA-HT-0,06 έναντι 78,2% για το αρχικό PA). Ο βαθμός βακτηριοκτόνου δράσης του PA-HT-0,06 έναντι του Escherichia coli και του Bacillus subtilis ήταν 97,3% και 98,7%, αντίστοιχα.
Αυτή η μελέτη είναι η πρώτη που αναφέρει το σχηματισμό ομοιοπολικών δεσμών μεταξύ νανοσωματιδίων DMOTPAC και HT που είναι ενσωματωμένα σε μήτρες PA για την παραγωγή μεμβρανών αντίστροφης όσμωσης με εκλεκτικότητα υψηλής διαπερατότητας και αντιρρυπαντικές ιδιότητες. Η ενσωμάτωση ενσωματωμένων νανοσωματιδίων και ο εμβολιασμός λειτουργικών ομάδων επιτρέπουν την ανάπτυξη μεμβρανών αντίστροφης όσμωσης με εκλεκτικότητα υψηλής διαπερατότητας και αντιρρυπαντικές ιδιότητες.
Περαιτέρω πληροφορίες: Xinxia Tian et al., Παρασκευή μιας μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης με υψηλή εκλεκτικότητα και αντιρρυπαντικές ιδιότητες για αφαλάτωση θαλασσινού νερού, Frontiers in Environmental Science and Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
Εάν αντιμετωπίσετε τυπογραφικό λάθος, ανακρίβεια ή θέλετε να υποβάλετε αίτημα για επεξεργασία του περιεχομένου αυτής της σελίδας, χρησιμοποιήστε αυτήν τη φόρμα. Για γενικές ερωτήσεις, χρησιμοποιήστε τη φόρμα επικοινωνίας. Για γενικά σχόλια, χρησιμοποιήστε την παρακάτω ενότητα δημοσίων σχολίων (προτάσεις παρακαλούμε).
Τα σχόλιά σας είναι πολύ σημαντικά για εμάς. Ωστόσο, λόγω του όγκου των μηνυμάτων, δεν μπορούμε να εγγυηθούμε μεμονωμένες απαντήσεις.
Η διεύθυνση email σας χρησιμοποιείται μόνο για να ενημερώνει τους παραλήπτες ποιος έστειλε το email. Ούτε η διεύθυνσή σας ούτε η διεύθυνση του παραλήπτη θα χρησιμοποιηθούν για οποιονδήποτε άλλο σκοπό. Οι πληροφορίες που εισαγάγατε θα εμφανιστούν στο email σας και δεν θα αποθηκευτούν από το Phys.org σε οποιαδήποτε μορφή.
Λάβετε εβδομαδιαίες ή/και καθημερινές ενημερώσεις στα εισερχόμενά σας. Μπορείτε να διαγραφείτε ανά πάσα στιγμή και δεν θα μοιραστούμε ποτέ τα δεδομένα σας με τρίτους.
Αυτός ο ιστότοπος χρησιμοποιεί cookies για τη διευκόλυνση της πλοήγησης, την ανάλυση της χρήσης των υπηρεσιών μας από εσάς, τη συλλογή δεδομένων για την εξατομίκευση διαφημίσεων και την παροχή περιεχομένου από τρίτα μέρη. Χρησιμοποιώντας τον ιστότοπό μας, αναγνωρίζετε ότι έχετε διαβάσει και κατανοήσει την Πολιτική Απορρήτου και τους Όρους Χρήσης μας.
Ώρα δημοσίευσης: Ιαν-04-2023