Omvendt osmose (RO)-teknologi har tiltrukket seg mye oppmerksomhet på grunn av dens brede anvendelighet for avsalting av brakkvann og sjøvann. Tynnfilmkompositt (TFC) polyamid (PA) omvendt osmosemembraner, bestående av et tett separasjonslag og et porøst støttelag, har vært de ledende produktene på dette feltet. Imidlertid begrenser den lave permeabiliteten til PA RO-membraner og begroing av TFC omvendt osmose-membraner den utbredte bruken av PA RO TFC-membraner. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Syntesen av nanokomposittmembraner har vist seg å være en utmerket metode for å kombinere fordelene med polymere og uorganiske nanomaterialer. De naturlige egenskapene til omvendt osmosemembraner kan forbedres ved å finjustere sammensetningen og strukturen. For eksempel ble hydrotalsitt (HT) dispergert i en vandig løsning og inkludert i PA-matrisen på trinnet med grenseflatepolymerisering for å skape vanntransportkanaler.
De resulterende membranene viser høy permeabilitetsselektivitet og økt vannstrøm uten å ofre saltavstøtende evne. I tillegg har membranmodifisering, inkludert inkorporering av nanopartikler, overflatebelegg og poding, vist seg å være en effektiv tilnærming for å forhindre biologisk begroing. Blant dem er poding av begroingshindrende midler på nanopartikler innebygd i PA-matrisen en utmerket strategi for å gi anti-fouling-egenskaper for å reversere osmosemembraner uten å skade PA-matrisen.
HT-nanopartikler er rike på hydroksylgrupper, som kan reagere med siloksygruppene til silankoblingsmidler for å oppnå grobunnspoding. Derfor kan en ny TFC omvendt osmose-membran med høy selektivitet og begroingshindrende egenskaper oppnås ved å bruke HT-nanopartikler som dopingmidler i PA-laget og pode antibegroingsfunksjonelle gruppeholdige silankoblingsmidler på membranoverflaten.
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 vitenskapsakademiet, inspirert av egenskapene til HT-nanopartikler og silankoblingsmidler som inneholder kvaternære ammoniumsalter. , og medlemmer av teamet deres sammen. Det er gjort anstrengelser for å utvikle en ny type omvendt osmosemembran med langtidsstabil høy ytelse ved samtidig å forbedre den opprinnelige permeabilitetsselektiviteten og anti-fouling.
Arbeidet deres forbedret ytelsen til TFC PA omvendt osmose-membraner betydelig og ga verdifulle tekniske råd for fremtiden for avsalting av sjøvann. Studien ble publisert i tidsskriftet Frontiers of Environmental Science & Engineering.
I denne studien ble Mg-Al-CO3 HT nanopartikler inkorporert i et PA-lag ved dispersjon i en organisk løsning under grenseflatepolymerisering. Inkludering av HT spiller en dobbel rolle, øker vannstrømmen og fungerer som et podested. Inkluderingen av HT økte vannstrømmen uten å ofre saltavvisning, og kompenserte for tapene forårsaket av den påfølgende podereaksjonen. Den eksponerte overflaten av HT fungerer som et podested for bunnstoffet dimetyloktadecyl[3-(trimetoksysilyl)propyl]ammoniumklorid (DMOT-PAC).
Kombinasjonen av HT-inkorporering og DMOTPAC-podning gir omvendt osmose-membraner med høy permeabilitetsselektivitet og begroingshindrende egenskaper. Vannføringen til PA-NT-0,06 var 49,8 l/m2·t, som er 16,4 % høyere enn den opprinnelige membranen. Graden av avvisning av PA-HT-0,06-saltet var 99,1 %, som er sammenlignbar med den originale membranen. Med hensyn til negativt ladet lysozymforurensning, var den vandige fluksgjenvinningen av den modifiserte membranen høyere enn for den opprinnelige membranen (f.eks. 86,8 % for PA-HT-0,06 mot 78,2 % for PA-original). Graden av bakteriedrepende aktivitet av PA-HT-0,06 mot Escherichia coli og Bacillus subtilis var henholdsvis 97,3 % og 98,7 %.
Denne studien er den første som rapporterte dannelsen av kovalente bindinger mellom DMOTPAC- og HT-nanopartikler innebygd i PA-matriser for å produsere omvendt osmosemembraner med høy permeabilitetsselektivitet og begroingshindrende egenskaper. Inkorporering av integrerte nanopartikler og funksjonell gruppepodning muliggjør utvikling av omvendt osmosemembraner med høy permeabilitetselektivitet og begroingshindrende egenskaper.
Ytterligere informasjon: Xinxia Tian et al., Utarbeidelse av en omvendt osmosemembran med høy selektivitet og begroingshindrende egenskaper for avsalting av sjøvann, Frontiers in Environmental Science and Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
Hvis du støter på en skrivefeil, unøyaktighet eller ønsker å sende inn en forespørsel om å redigere innholdet på denne siden, vennligst bruk dette skjemaet. For generelle spørsmål, vennligst bruk vårt kontaktskjema. For generell tilbakemelding, vennligst bruk den offentlige kommentardelen nedenfor (anbefalinger vennligst).
Din tilbakemelding er veldig viktig for oss. På grunn av mengden av meldinger kan vi imidlertid ikke garantere individuelle svar.
E-postadressen din brukes kun til å fortelle mottakerne hvem som har sendt e-posten. Verken adressen din eller mottakerens adresse vil bli brukt til noe annet formål. Informasjonen du skrev inn vil vises i e-posten din og vil ikke bli lagret av Phys.org i noen form.
Få ukentlige og/eller daglige oppdateringer i innboksen din. Du kan melde deg av når som helst, og vi vil aldri dele dataene dine med tredjeparter.
Denne nettsiden bruker informasjonskapsler for å lette navigering, analysere din bruk av tjenestene våre, samle inn data for å tilpasse annonser og gi innhold fra tredjeparter. Ved å bruke nettsiden vår erkjenner du at du har lest og forstått vår personvernerklæring og vilkår for bruk.
Innleggstid: Jan-04-2023