טכנולוגיה חדשה לשיפור הסלקטיביות הגבוהה ומניעת זיהום של ממברנות אוסמוזה הפוכה.

טכנולוגיית אוסמוזה הפוכה (RO) משכה תשומת לב רבה בשל ישימותה הרחבה להתפלת מי ים מליחים. ממברנות אוסמוזה הפוכה (Tin Film Composite (TFC) פוליאמיד (PA), המורכבות משכבת ​​הפרדה צפופה ושכבת תמיכה נקבובית, היו המוצרים המובילים בתחום זה. עם זאת, החדירות הנמוכה של ממברנות PA RO ועיבוי של ממברנות אוסמוזה הפוכה של TFC מגבילים את השימוש הנרחב בממברנות PA RO TFC. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2'); });
הסינתזה של ממברנות ננו-מרוכבות הוכחה כשיטה מצוינת לשילוב היתרונות של ננו-חומרים פולימריים ואי-אורגניים. ניתן לשפר את המאפיינים הטבעיים של ממברנות אוסמוזה הפוכה על ידי כוונון עדין של ההרכב והמבנה. לדוגמה, הידרוטלציט (HT) התפזר בתמיסה מימית ונכלל במטריצת ה-PA בשלב של פילמור ממשק ליצירת תעלות הובלת מים.
הממברנות המתקבלות מפגינות סלקטיביות גבוהה של חדירות וזרימת מים מוגברת מבלי לוותר על דחיית המלח. בנוסף, שינוי הממברנה, כולל שילוב ננו-חלקיקים, ציפוי פני השטח והשתלה, הוכח כגישה יעילה למניעת זיהום ביולוגי. ביניהם, השתלת חומרים נוגדי עכירות על ננו-חלקיקים המוטבעים במטריצת ה-PA היא אסטרטגיה מצוינת להקנות תכונות אנטי-עיבוי לממברנות אוסמוזה הפוכה מבלי לפגוע במטריצת ה-PA.
חלקיקי הננו של HT עשירים בקבוצות הידרוקסיל, שיכולות להגיב עם קבוצות הסילוקסי של חומרי צימוד סילאן כדי להשיג השתלת נוגדת ציפוי. לכן, ניתן להשיג קרום TFC אוסמוזה הפוכה חדשנית עם סלקטיביות גבוהה ותכונות נוגדות עכירות על ידי שימוש בננו-חלקיקי HT כחומרים דומים בשכבת ה-PA והשתלת חומרי צימוד של סילאן פונקציונליים המכילים קבוצות אנטי-פופולרי על פני הממברנה.
פרופ' וואנג ג'יאן מהמכון להתפלה וניצול מי ים משולבים, פרופ' מא ז'ונג מאוניברסיטת שאנדונג למדע וטכנולוגיה, ד"ר טיאן שינשיה מהאקדמיה הסינית למדעים, בהשראת המאפיינים של חלקיקי HT וחומרי צימוד סילאן המכילים רבעונים. מלחי אמוניום. , וחברי הצוות שלהם ביחד. נעשו מאמצים לפתח סוג חדש של קרום אוסמוזה הפוכה עם ביצועים גבוהים יציבים לטווח ארוך על ידי שיפור בו-זמנית של סלקטיביות החדירות המקורית ומניעת עכירות.
עבודתם שיפרה משמעותית את הביצועים של ממברנות אוסמוזה הפוכה TFC PA וסיפקה עצות טכניות חשובות לעתיד של התפלת מי ים. המחקר פורסם בכתב העת Frontiers of Environmental Science & Engineering.
במחקר זה, ננו-חלקיקי Mg-Al-CO3 HT שולבו בשכבת PA על ידי פיזור בתמיסה אורגנית במהלך פילמור ממשק. הכללת HT ממלאת תפקיד כפול, משפרת את זרימת המים ומשמשת כאתר השתלה. הכללת HT הגדילה את זרימת המים מבלי להקריב את דחיית המלח, תוך פיצוי על ההפסדים שנגרמו מתגובת ההשתלה שלאחר מכן. פני השטח החשופים של ה-HT משמשים כאתר השתלה לחומר נוגד הגידול דימתיל-לוקטדציל[3-(טרימתוקסיליל)פרופיל]אמוניום כלוריד (DMOT-PAC).
השילוב של שילוב HT והשתלת DMOTPAC מעניק לממברנות אוסמוזה הפוכה סלקטיביות גבוהה של חדירות ותכונות נוגדות עכירות. זרימת המים של PA-NT-0.06 הייתה 49.8 l/m2·h, שהוא גבוה ב-16.4% מזו של הממברנה המקורית. דרגת הדחייה של המלח PA-HT-0.06 הייתה 99.1%, אשר דומה לזו של הממברנה המקורית. בהתייחס לזיהום ליזוזים בעל מטען שלילי, התאוששות השטף המימי של הממברנה המשתנה הייתה גבוהה מזו של הממברנה המקורית (למשל, 86.8% עבור PA-HT-0.06 לעומת 78.2% עבור PA-מקורי). מידת הפעילות החיידקית של PA-HT-0.06 נגד Escherichia coli ו-Bacillus subtilis הייתה 97.3% ו-98.7%, בהתאמה.
מחקר זה הוא הראשון לדווח על היווצרות קשרים קוולנטיים בין חלקיקי DMOTPAC ו-HT המוטבעים במטריצות PA לייצור ממברנות אוסמוזה הפוכה עם סלקטיביות גבוהה של חדירות ותכונות נוגדות עיבוי. השילוב של ננו-חלקיקים משולבים והשתלה קבוצתית פונקציונלית מאפשרים פיתוח של ממברנות אוסמוזה הפוכה עם סלקטיביות חדירות גבוהה ותכונות אנטי עכירות.
מידע נוסף: Xinxia Tian וחב', הכנת ממברנה של אוסמוזה הפוכה עם סלקטיביות גבוהה ותכונות נוגדות עכירות להתפלת מי ים, Frontiers in Environmental Science and Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
אם אתה נתקל בשגיאת הקלדה, באי דיוק או ברצונך להגיש בקשה לעריכת תוכן דף זה, אנא השתמש בטופס זה. לשאלות כלליות, אנא השתמש בטופס יצירת הקשר שלנו. למשוב כללי, אנא השתמש בסעיף ההערות הציבוריות למטה (המלצות בבקשה).
המשוב שלך חשוב לנו מאוד. עם זאת, בשל נפח ההודעות, איננו יכולים להבטיח תגובות בודדות.
כתובת האימייל שלך משמשת רק כדי ליידע את הנמענים מי שלח את המייל. לא הכתובת שלך ולא כתובת הנמען ישמשו לכל מטרה אחרת. המידע שהזנת יופיע בדוא"ל שלך ולא יאוחסן על ידי Phys.org בשום צורה.
קבל עדכונים שבועיים ו/או יומיים בתיבת הדואר הנכנס שלך. אתה יכול לבטל את המנוי בכל עת ולעולם לא נשתף את הנתונים שלך עם צדדים שלישיים.
אתר זה משתמש בקובצי Cookie כדי להקל על הניווט, לנתח את השימוש שלך בשירותים שלנו, לאסוף נתונים כדי להתאים אישית מודעות ולספק תוכן מצדדים שלישיים. על ידי שימוש באתר האינטרנט שלנו, אתה מאשר שקראת והבנת את מדיניות הפרטיות ותנאי השימוש שלנו.


זמן פרסום: ינואר-04-2023