Технологията за обратна осмоза (RO) привлече много внимание поради широката си приложимост за обезсоляване на солена и морска вода. Тънкослойните композитни (TFC) полиамидни (PA) мембрани за обратна осмоза, състоящи се от плътен разделителен слой и порест поддържащ слой, са водещите продукти в тази област. Въпреки това, ниската пропускливост на PA RO мембраните и замърсяването на TFC мембраните за обратна осмоза ограничават широкото използване на PA RO TFC мембраните. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2'); });
Синтезът на нанокомпозитни мембрани се оказа отличен метод за комбиниране на предимствата на полимерните и неорганичните наноматериали. Естествените характеристики на мембраните за обратна осмоза могат да бъдат подобрени чрез фина настройка на състава и структурата. Например, хидроталцит (HT) се диспергира във воден разтвор и се включва в PA матрицата на етапа на междинна полимеризация, за да се създадат канали за транспортиране на вода.
Получените мембрани показват висока селективност на пропускливост и повишен воден поток, без да се жертва отблъскването на солта. В допълнение, мембранната модификация, включително вграждане на наночастици, повърхностно покритие и присаждане, е доказано, че е ефективен подход за предотвратяване на биообрастяне. Сред тях, присаждането на агенти против обрастване върху наночастици, вградени в PA матрицата, е отлична стратегия за придаване на свойства против обрастване на мембраните за обратна осмоза, без да се уврежда PA матрицата.
HT наночастиците са богати на хидроксилни групи, които могат да реагират със силокси групите на силанови свързващи агенти, за да се постигне противообрастващо присаждане. Следователно, нова TFC мембрана за обратна осмоза с висока селективност и свойства против замърсяване може да бъде получена чрез използване на HT наночастици като добавки в PA слоя и присаждане на силанови свързващи агенти, съдържащи противообрастваща функционална група, върху повърхността на мембраната.
Проф. Wang Jian от Института по обезсоляване и интегрирано използване на морска вода, проф. Ma Zhong от Университета за наука и технологии Шандонг, д-р Tian Xinxia от Китайската академия на науките, вдъхновени от характеристиките на HT наночастиците и силанови свързващи агенти, съдържащи кватернер амониеви соли. , и членове на техния екип заедно. Бяха положени усилия за разработване на нов тип мембрана за обратна осмоза с дълготрайна стабилна висока производителност чрез едновременно подобряване на първоначалната селективност на пропускливост и защита срещу замърсяване.
Тяхната работа значително подобри работата на TFC PA мембраните за обратна осмоза и предостави ценни технически съвети за бъдещето на обезсоляването на морска вода. Изследването е публикувано в списанието Frontiers of Environmental Science & Engineering.
В това изследване наночастиците Mg-Al-CO3 HT бяха включени в PA слой чрез дисперсия в органичен разтвор по време на междинна полимеризация. Включването на HT играе двойна роля, подобрява водния поток и служи като място за присаждане. Включването на HT увеличава водния поток, без да се жертва отхвърлянето на солта, компенсирайки загубите, причинени от последващата реакция на присаждане. Откритата повърхност на HT служи като място за присаждане на противообрастващия агент диметилоктадецил[3-(триметоксисилил)пропил]амониев хлорид (DMOT-PAC).
Комбинацията от HT включване и DMOTPAC присаждане придава на мембраните за обратна осмоза висока селективност на пропускливост и свойства против замърсяване. Водният поток на PA-NT-0.06 е 49.8 l/m2·h, което е с 16.4% по-високо от това на оригиналната мембрана. Степента на отхвърляне на солта PA-HT-0.06 е 99.1%, което е сравнимо с това на оригиналната мембрана. По отношение на замърсяването с отрицателно зареден лизозим, възстановяването на водния поток на модифицираната мембрана е по-високо от това на оригиналната мембрана (напр. 86.8% за PA-HT-0.06 срещу 78.2% за PA-оригинал). Степента на бактерицидна активност на PA-HT-0.06 срещу Escherichia coli и Bacillus subtilis е съответно 97.3% и 98.7%.
Това изследване е първото, което съобщава за образуването на ковалентни връзки между DMOTPAC и HT наночастици, вградени в PA матрици за производство на мембрани за обратна осмоза с висока селективност на пропускливост и свойства против замърсяване. Включването на интегрирани наночастици и присаждането на функционални групи позволяват разработването на мембрани за обратна осмоза с висока селективност на пропускливост и свойства против замърсяване.
Допълнителна информация: Xinxia Tian et al., Подготовка на мембрана за обратна осмоза с висока селективност и свойства против замърсяване за обезсоляване на морска вода, Frontiers in Environmental Science and Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
Ако срещнете правописна грешка, неточност или искате да изпратите заявка за редактиране на съдържанието на тази страница, моля, използвайте този формуляр. За общи въпроси, моля, използвайте нашата форма за контакт. За обща обратна връзка, моля, използвайте секцията за обществени коментари по-долу (моля, препоръки).
Вашата обратна връзка е много важна за нас. Въпреки това, поради обема на съобщенията, не можем да гарантираме индивидуални отговори.
Вашият имейл адрес се използва само за да уведоми получателите кой е изпратил имейла. Нито вашият адрес, нито адресът на получателя ще бъдат използвани за други цели. Информацията, която сте въвели, ще се появи във вашия имейл и няма да се съхранява от Phys.org под никаква форма.
Получавайте седмични и/или ежедневни актуализации във входящата си поща. Можете да се отпишете по всяко време и ние никога няма да споделяме вашите данни с трети страни.
Този уебсайт използва бисквитки, за да улесни навигацията, да анализира използването на нашите услуги от ваша страна, да събира данни за персонализиране на реклами и да предоставя съдържание от трети страни. Използвайки нашия уебсайт, вие потвърждавате, че сте прочели и разбрали нашата Политика за поверителност и Условия за ползване.
Време на публикуване: 04 януари 2023 г