Omgekeerde osmose (RO)-technologie heeft veel aandacht getrokken vanwege de brede toepasbaarheid voor de ontzilting van brak en zeewater. Omgekeerde osmose-membranen van dunne filmcomposiet (TFC) van polyamide (PA), bestaande uit een dichte scheidingslaag en een poreuze steunlaag, zijn de toonaangevende producten op dit gebied. De lage permeabiliteit van PA RO-membranen en de vervuiling van TFC-membranen voor omgekeerde osmose beperken echter het wijdverbreide gebruik van PA RO TFC-membranen. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
De synthese van nanocomposietmembranen is een uitstekende methode gebleken om de voordelen van polymere en anorganische nanomaterialen te combineren. De natuurlijke eigenschappen van omgekeerde osmosemembranen kunnen worden verbeterd door de samenstelling en structuur te verfijnen. Hydrotalciet (HT) werd bijvoorbeeld gedispergeerd in een waterige oplossing en opgenomen in de PA-matrix in het stadium van grensvlakpolymerisatie om watertransportkanalen te creëren.
De resulterende membranen vertonen een hoge permeabiliteitsselectiviteit en een verhoogde waterstroom zonder dat dit ten koste gaat van de zoutafstotendheid. Bovendien is aangetoond dat membraanmodificatie, inclusief de integratie van nanodeeltjes, oppervlaktecoating en enten, een effectieve aanpak is om biofouling te voorkomen. Onder hen is het enten van aangroeiwerende middelen op nanodeeltjes ingebed in de PA-matrix een uitstekende strategie om aangroeiwerende eigenschappen te verlenen aan omgekeerde osmosemembranen zonder de PA-matrix te beschadigen.
De HT-nanodeeltjes zijn rijk aan hydroxylgroepen, die kunnen reageren met de siloxygroepen van silaankoppelingsmiddelen om aangroeiwerende enting te bereiken. Daarom kan een nieuw TFC-membraan voor omgekeerde osmose met hoge selectiviteit en aangroeiwerende eigenschappen worden verkregen door HT-nanodeeltjes te gebruiken als doteermiddelen in de PA-laag en door aangroeiwerende functionele groepen bevattende silaankoppelingsmiddelen op het membraanoppervlak te enten.
Prof. Wang Jian van het Institute of Desalination and Integrated Seawater Utilization, Prof. Ma Zhong van de Shandong University of Science and Technology, Dr. Tian Xinxia van de Chinese Academy of Sciences, geïnspireerd door de kenmerken van HT-nanodeeltjes en silaankoppelingsmiddelen die quaternaire ammoniumzouten. , en leden van hun team samen. Er zijn pogingen gedaan om een nieuw type membraan voor omgekeerde osmose te ontwikkelen met stabiele hoge prestaties op lange termijn, door tegelijkertijd de oorspronkelijke permeabiliteitsselectiviteit en de aangroeiwerende werking te verbeteren.
Hun werk verbeterde de prestaties van TFC PA-membranen voor omgekeerde osmose aanzienlijk en leverde waardevol technisch advies op voor de toekomst van de ontzilting van zeewater. De studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Frontiers of Environmental Science & Engineering.
In deze studie werden Mg-Al-CO3 HT-nanodeeltjes opgenomen in een PA-laag door dispersie in een organische oplossing tijdens grensvlakpolymerisatie. De opname van HT speelt een dubbele rol: het verbetert de waterstroom en dient als entplaats. De opname van HT verhoogde de waterstroom zonder de zoutafstoting op te offeren, waardoor de verliezen werden gecompenseerd die werden veroorzaakt door de daaropvolgende entreactie. Het blootgestelde oppervlak van de HT dient als entplaats voor het aangroeiwerende middel dimethyloctadecyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammoniumchloride (DMOT-PAC).
De combinatie van HT-opname en DMOTPAC-enting geeft membranen voor omgekeerde osmose een hoge permeabiliteitsselectiviteit en aangroeiwerende eigenschappen. De waterstroom van PA-NT-0.06 was 49,8 l/m2·h, wat 16,4% hoger is dan die van het originele membraan. De afstotingsgraad van het PA-HT-0,06-zout bedroeg 99,1%, wat vergelijkbaar is met die van het originele membraan. Met betrekking tot de verontreiniging met negatief geladen lysozym was de terugwinning van de waterige flux van het gemodificeerde membraan hoger dan die van het oorspronkelijke membraan (bijvoorbeeld 86,8% voor PA-HT-0,06 versus 78,2% voor origineel PA). De mate van bacteriedodende activiteit van PA-HT-0,06 tegen Escherichia coli en Bacillus subtilis was respectievelijk 97,3% en 98,7%.
Deze studie is de eerste die de vorming rapporteert van covalente bindingen tussen DMOTPAC- en HT-nanodeeltjes ingebed in PA-matrices om omgekeerde osmose-membranen te produceren met hoge permeabiliteitsselectiviteit en aangroeiwerende eigenschappen. De integratie van geïntegreerde nanodeeltjes en functionele groepstransplantatie maakt de ontwikkeling mogelijk van omgekeerde osmosemembranen met hoge permeabiliteitsselectiviteit en aangroeiwerende eigenschappen.
Nadere informatie: Xinxia Tian et al., Bereiding van een membraan voor omgekeerde osmose met hoge selectiviteit en aangroeiwerende eigenschappen voor ontzilting van zeewater, Frontiers in Environmental Science and Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
Als u een typefout of onnauwkeurigheid tegenkomt of een verzoek wilt indienen om de inhoud van deze pagina te bewerken, kunt u dit formulier gebruiken. Voor algemene vragen kunt u ons contactformulier gebruiken. Voor algemene feedback kunt u het openbare commentaargedeelte hieronder gebruiken (aanbevelingen alstublieft).
Uw feedback is erg belangrijk voor ons. Vanwege het grote aantal berichten kunnen we echter geen individuele antwoorden garanderen.
Uw e-mailadres wordt alleen gebruikt om ontvangers te laten weten wie de e-mail heeft verzonden. Noch uw adres, noch het adres van de ontvanger zullen voor enig ander doel worden gebruikt. De door u ingevoerde informatie verschijnt in uw e-mail en wordt in geen enkele vorm door Phys.org opgeslagen.
Ontvang wekelijkse en/of dagelijkse updates in uw inbox. U kunt zich op elk moment afmelden en wij zullen uw gegevens nooit met derden delen.
Deze website maakt gebruik van cookies om de navigatie te vergemakkelijken, uw gebruik van onze diensten te analyseren, gegevens te verzamelen om advertenties te personaliseren en inhoud van derden aan te bieden. Door onze website te gebruiken, erkent u dat u ons privacybeleid en de gebruiksvoorwaarden hebt gelezen en begrepen.
Posttijd: 04-jan-2023