Reversās osmozes (RO) tehnoloģija ir piesaistījusi lielu uzmanību, jo tā ir plaši pielietojama iesāļa un jūras ūdens atsāļošanā. Plānās plēves kompozītmateriālu (TFC) poliamīda (PA) reversās osmozes membrānas, kas sastāv no blīva atdalīšanas slāņa un poraina atbalsta slāņa, ir bijuši vadošie produkti šajā jomā. Tomēr PA RO membrānu zemā caurlaidība un TFC reversās osmozes membrānu piesārņojums ierobežo PA RO TFC membrānu plašu izmantošanu. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Nanokompozītu membrānu sintēze ir izrādījusies lieliska metode polimēru un neorganisko nanomateriālu priekšrocību apvienošanai. Reversās osmozes membrānu dabiskās īpašības var uzlabot, precīzi pielāgojot sastāvu un struktūru. Piemēram, hidrotalcīts (HT) tika izkliedēts ūdens šķīdumā un iekļauts PA matricā saskarnes polimerizācijas stadijā, lai izveidotu ūdens transporta kanālus.
Iegūtajām membrānām ir augsta caurlaidības selektivitāte un palielināta ūdens plūsma, nezaudējot sāļu atgrūšanu. Turklāt ir pierādīts, ka membrānas modifikācija, tostarp nanodaļiņu iekļaušana, virsmas pārklāšana un potēšana, ir efektīva pieeja bioloģiskās piesārņošanas novēršanai. Tostarp pretapaugšanas līdzekļu potēšana uz nanodaļiņām, kas iestrādātas PA matricā, ir lieliska stratēģija, lai piešķirtu pretapaugšanas īpašības reversās osmozes membrānām, nesabojājot PA matricu.
HT nanodaļiņas ir bagātas ar hidroksilgrupām, kas var reaģēt ar silāna savienojošo vielu siloksigrupām, lai panāktu pretapaugšanas potēšanu. Tāpēc jaunu TFC reversās osmozes membrānu ar augstu selektivitāti un pretapaugšanas īpašībām var iegūt, izmantojot HT nanodaļiņas kā palīgvielas PA slānī un uz membrānas virsmas potējot pretapaugšanas funkcionālās grupas saturošus silāna savienojošos līdzekļus.
Prof. Wang Jian no Atsāļošanas un integrētās jūras ūdens izmantošanas institūta, Prof. Ma Zhong no Šaņdunas Zinātnes un tehnoloģijas universitātes, Dr. Tian Sjinsja no Ķīnas Zinātņu akadēmijas, iedvesmojoties no HT nanodaļiņu un silāna savienojošo aģentu īpašībām, kas satur kvartāru amonija sāļi. , un viņu komandas locekļi kopā. Ir pieliktas pūles, lai izstrādātu jauna veida reversās osmozes membrānu ar ilgtermiņa stabilu augstu veiktspēju, vienlaikus uzlabojot sākotnējo caurlaidības selektivitāti un pretapaugšanas.
Viņu darbs ievērojami uzlaboja TFC PA reversās osmozes membrānu veiktspēju un sniedza vērtīgus tehniskos padomus jūras ūdens atsāļošanas nākotnei. Pētījums tika publicēts žurnālā Frontiers of Environmental Science & Engineering.
Šajā pētījumā Mg-Al-CO3 HT nanodaļiņas tika iekļautas PA slānī, izkliedējot organiskā šķīdumā saskarnes polimerizācijas laikā. HT iekļaušanai ir divējāda loma, uzlabojot ūdens plūsmu un kalpojot kā potēšanas vieta. HT iekļaušana palielināja ūdens plūsmu, nezaudējot sāls atgrūšanu, kompensējot turpmākās potēšanas reakcijas radītos zaudējumus. HT atklātā virsma kalpo kā potēšanas vieta pretapaugšanas līdzeklim dimetiloktadecil[3-(trimetoksisilil)propil]amonija hlorīdam (DMOT-PAC).
HT pievienošanas un DMOTPAC potēšanas kombinācija nodrošina reversās osmozes membrānas ar augstu caurlaidības selektivitāti un pretapaugšanas īpašībām. PA-NT-0.06 ūdens plūsma bija 49,8 l/m2·h, kas ir par 16,4% lielāka nekā oriģinālajai membrānai. PA-HT-0,06 sāls atgrūšanas pakāpe bija 99,1%, kas ir salīdzināma ar sākotnējās membrānas atgrūšanas pakāpi. Attiecībā uz negatīvi lādētu lizocīma piesārņojumu modificētās membrānas ūdens plūsmas atgūšana bija augstāka nekā sākotnējās membrānas (piemēram, 86,8% PA-HT-0,06 pret 78,2% PA-oriģinālajai). PA-HT-0.06 baktericīdās aktivitātes pakāpe pret Escherichia coli un Bacillus subtilis bija attiecīgi 97,3% un 98,7%.
Šis pētījums ir pirmais, kas ziņo par kovalento saišu veidošanos starp DMOTPAC un HT nanodaļiņām, kas iestrādātas PA matricās, lai iegūtu reversās osmozes membrānas ar augstu caurlaidības selektivitāti un pretapaugšanas īpašībām. Integrētu nanodaļiņu iekļaušana un funkcionālo grupu potēšana ļauj izstrādāt reversās osmozes membrānas ar augstu caurlaidības selektivitāti un pretapaugšanas īpašībām.
Papildinformācija: Xinxia Tian et al., Reversās osmozes membrānas sagatavošana ar augstu selektivitāti un pretapaugšanas īpašībām jūras ūdens atsāļošanai, Frontiers in Environmental Science and Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
Ja pamanāt drukas kļūdu, neprecizitāti vai vēlaties iesniegt pieprasījumu rediģēt šīs lapas saturu, lūdzu, izmantojiet šo veidlapu. Vispārīgu jautājumu gadījumā, lūdzu, izmantojiet mūsu saziņas veidlapu. Lai iegūtu vispārīgas atsauksmes, lūdzu, izmantojiet tālāk esošo publisko komentāru sadaļu (lūdzu, ieteikumus).
Jūsu atsauksmes mums ir ļoti svarīgas. Tomēr ziņojumu apjoma dēļ mēs nevaram garantēt individuālas atbildes.
Jūsu e-pasta adrese tiek izmantota tikai, lai adresātus zinātu, kurš nosūtījis e-pastu. Ne jūsu adrese, ne saņēmēja adrese netiks izmantota citiem mērķiem. Jūsu ievadītā informācija parādīsies jūsu e-pastā, un Phys.org to nekādā veidā neuzglabās.
Saņemiet iknedēļas un/vai ikdienas atjauninājumus savā iesūtnē. Jūs varat anulēt abonementu jebkurā laikā, un mēs nekad neizpaudīsim jūsu datus trešajām personām.
Šī vietne izmanto sīkfailus, lai atvieglotu navigāciju, analizētu mūsu pakalpojumu izmantošanu, apkopotu datus, lai personalizētu reklāmas un nodrošinātu saturu no trešajām pusēm. Izmantojot mūsu vietni, jūs apstiprināt, ka esat izlasījis un sapratis mūsu Privātuma politiku un Lietošanas noteikumus.
Izlikšanas laiks: Jan-04-2023