Tekniken för omvänd osmos (RO) har väckt stor uppmärksamhet på grund av dess breda användbarhet för avsaltning av bräckt och havsvatten. Tunnfilmskomposit (TFC) polyamid (PA) omvänd osmosmembran, bestående av ett tätt separationsskikt och ett poröst stödskikt, har varit de ledande produkterna inom detta område. Den låga permeabiliteten hos PA RO-membran och nedsmutsning av TFC-membran för omvänd osmos begränsar emellertid den utbredda användningen av PA RO TFC-membran. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Syntesen av nanokompositmembran har visat sig vara en utmärkt metod för att kombinera fördelarna med polymera och oorganiska nanomaterial. De naturliga egenskaperna hos omvänd osmosmembran kan förbättras genom att finjustera sammansättningen och strukturen. Till exempel dispergerades hydrotalcit (HT) i en vattenlösning och inkluderades i PA-matrisen vid gränsytpolymerisationsstadiet för att skapa vattentransportkanaler.
De resulterande membranen uppvisar hög permeabilitetsselektivitet och ökat vattenflöde utan att offra saltavstötning. Dessutom har membranmodifiering, inklusive inkorporering av nanopartiklar, ytbeläggning och ympning, visat sig vara ett effektivt tillvägagångssätt för att förhindra biologisk förorening. Bland dem är ympning av antifouling-medel på nanopartiklar inbäddade i PA-matrisen en utmärkt strategi för att ge antifouling-egenskaper för att vända osmosmembran utan att skada PA-matrisen.
HT-nanopartiklarna är rika på hydroxylgrupper, som kan reagera med siloxigrupperna i silankopplingsmedel för att uppnå antifouling-ympning. Därför kan ett nytt TFC-membran med omvänd osmos med hög selektivitet och anti-fouling-egenskaper erhållas genom att använda HT-nanopartiklar som dopmedel i PA-skiktet och ympa antifouling-funktionella grupp-innehållande silankopplingsmedel på membranytan.
Prof. Wang Jian från Institute of Desalination and Integrated Seawater Utilization, Prof. Ma Zhong från Shandong University of Science and Technology, Dr. Tian Xinxia från Chinese Academy of Sciences, inspirerad av egenskaperna hos HT-nanopartiklar och silankopplingsmedel som innehåller kvartära ammoniumsalter. , och medlemmar i deras team tillsammans. Ansträngningar har gjorts för att utveckla en ny typ av omvänd osmosmembran med långtidsstabil hög prestanda genom att samtidigt förbättra den ursprungliga permeabilitetsselektiviteten och antifouling.
Deras arbete förbättrade avsevärt prestandan hos TFC PA omvänd osmos-membran och gav värdefulla tekniska råd för framtiden för avsaltning av havsvatten. Studien publicerades i tidskriften Frontiers of Environmental Science & Engineering.
I denna studie inkorporerades Mg-Al-CO3 HT-nanopartiklar i ett PA-skikt genom dispersion i en organisk lösning under gränsytepolymerisation. Införandet av HT spelar en dubbel roll, vilket förbättrar vattenflödet och fungerar som en ympningsplats. Införandet av HT ökade vattenflödet utan att offra saltavstötning, vilket kompenserade för förlusterna orsakade av den efterföljande ympningsreaktionen. Den exponerade ytan av HT fungerar som ett ympningsställe för antifoulingmedlet dimetyloktadecyl[3-(trimetoxisilyl)propyl]ammoniumklorid (DMOT-PAC).
Kombinationen av HT-inkorporering och DMOTPAC-transplantation ger omvänd osmosmembran med hög permeabilitetsselektivitet och antifouling-egenskaper. Vattenflödet för PA-NT-0,06 var 49,8 l/m2·h, vilket är 16,4% högre än det ursprungliga membranet. Graden av avstötning av PA-HT-0,06-saltet var 99,1 %, vilket är jämförbart med det för det ursprungliga membranet. Med avseende på negativt laddad lysozymkontamination var återvinningen av vattenflödet av det modifierade membranet högre än det för det ursprungliga membranet (t.ex. 86,8 % för PA-HT-0,06 mot 78,2 % för PA-original). Graden av bakteriedödande aktivitet av PA-HT-0,06 mot Escherichia coli och Bacillus subtilis var 97,3 % respektive 98,7 %.
Denna studie är den första som rapporterar bildandet av kovalenta bindningar mellan DMOTPAC- och HT-nanopartiklar inbäddade i PA-matriser för att producera omvänd osmosmembran med hög permeabilitetsselektivitet och antifouling-egenskaper. Införlivandet av integrerade nanopartiklar och funktionell grupptransplantation möjliggör utvecklingen av omvänd osmosmembran med hög permeabilitetsselektivitet och antifouling-egenskaper.
Ytterligare information: Xinxia Tian et al., Preparation of a omvänd osmosmembran med hög selektivitet och antifouling-egenskaper för avsaltning av havsvatten, Frontiers in Environmental Science and Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
Om du stöter på ett stavfel, felaktigheter eller vill skicka en begäran om att redigera innehållet på denna sida, använd det här formuläret. För allmänna frågor, använd vårt kontaktformulär. För allmän feedback, använd den offentliga kommentarssektionen nedan (rekommendationer vänligen).
Din feedback är mycket viktig för oss. Men på grund av mängden meddelanden kan vi inte garantera individuella svar.
Din e-postadress används endast för att informera mottagarna om vem som skickat e-postmeddelandet. Varken din adress eller mottagarens adress kommer att användas för något annat ändamål. Informationen du angav kommer att visas i din e-post och kommer inte att lagras av Phys.org i någon form.
Få veckovisa och/eller dagliga uppdateringar i din inkorg. Du kan avsluta prenumerationen när som helst och vi kommer aldrig att dela dina uppgifter med tredje part.
Denna webbplats använder cookies för att underlätta navigering, analysera din användning av våra tjänster, samla in data för att anpassa annonser och tillhandahålla innehåll från tredje part. Genom att använda vår webbplats bekräftar du att du har läst och förstått vår integritetspolicy och användarvillkor.
Posttid: Jan-04-2023