Teknologi reverse osmosis (RO) telah menarik banyak perhatian kerana kebolehgunaannya yang meluas untuk penyahgaraman air payau dan laut. Membran osmosis songsang komposit filem nipis (TFC) poliamida (PA), yang terdiri daripada lapisan pemisah padat dan lapisan sokongan berliang, telah menjadi produk utama dalam bidang ini. Walau bagaimanapun, kebolehtelapan membran PA RO yang rendah dan kekotoran membran osmosis terbalik TFC mengehadkan penggunaan meluas membran PA RO TFC. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Sintesis membran nanokomposit telah terbukti sebagai kaedah terbaik untuk menggabungkan kelebihan bahan nano polimer dan bukan organik. Ciri-ciri semula jadi membran osmosis songsang boleh dipertingkatkan dengan penalaan halus komposisi dan struktur. Sebagai contoh, hydrotalcite (HT) telah tersebar dalam larutan akueus dan dimasukkan ke dalam matriks PA pada peringkat pempolimeran antara muka untuk mencipta saluran pengangkutan air.
Membran yang terhasil mempamerkan selektiviti kebolehtelapan yang tinggi dan peningkatan aliran air tanpa mengorbankan penghalau garam. Di samping itu, pengubahsuaian membran, termasuk penggabungan zarah nano, salutan permukaan, dan cantuman, telah ditunjukkan sebagai pendekatan yang berkesan untuk mencegah biofouling. Antaranya, mencantumkan agen anti-kotoran pada nanopartikel yang tertanam dalam matriks PA adalah strategi yang sangat baik untuk memberikan sifat anti-kotoran untuk membalikkan membran osmosis tanpa merosakkan matriks PA.
Nanopartikel HT kaya dengan kumpulan hidroksil, yang boleh bertindak balas dengan kumpulan siloksi agen gandingan silane untuk mencapai cantuman antifouling. Oleh itu, membran osmosis songsang TFC yang mempunyai selektiviti tinggi dan sifat anti-kotoran boleh diperoleh dengan menggunakan nanopartikel HT sebagai dopan dalam lapisan PA dan mencantumkan agen gandingan silane yang mengandungi kumpulan berfungsi anti-kotoran pada permukaan membran.
Madya Wang Jian dari Institut Penyahgaraman dan Penggunaan Air Laut Bersepadu, Prof. Ma Zhong dari Universiti Sains dan Teknologi Shandong, Dr. Tian Xinxia dari Akademi Sains China, diilhamkan oleh ciri-ciri nanopartikel HT dan ejen gandingan silane yang mengandungi kuaterner garam ammonium. , dan ahli pasukan mereka bersama-sama. Usaha telah dibuat untuk membangunkan jenis baru membran osmosis songsang dengan prestasi tinggi yang stabil jangka panjang dengan serentak meningkatkan selektiviti kebolehtelapan asal dan anti-kotoran.
Kerja mereka telah meningkatkan prestasi membran osmosis terbalik TFC PA dengan ketara dan memberikan nasihat teknikal yang berharga untuk masa depan penyahgaraman air laut. Kajian itu diterbitkan dalam jurnal Frontiers of Environmental Science & Engineering.
Dalam kajian ini, nanopartikel Mg-Al-CO3 HT telah dimasukkan ke dalam lapisan PA melalui penyebaran dalam larutan organik semasa pempolimeran antara muka. Kemasukan HT memainkan peranan ganda, meningkatkan aliran air dan berfungsi sebagai tapak cantuman. Kemasukan HT meningkatkan aliran air tanpa mengorbankan penolakan garam, mengimbangi kerugian yang disebabkan oleh tindak balas cantuman berikutnya. Permukaan HT yang terdedah berfungsi sebagai tapak cantuman untuk agen antifouling dimethyloctadecyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammonium chloride (DMOT-PAC).
Gabungan penggabungan HT dan cantuman DMOTPAC memberikan membran osmosis songsang dengan selektiviti kebolehtelapan yang tinggi dan sifat anti-kotoran. Aliran air PA-NT-0.06 ialah 49.8 l/m2·h, iaitu 16.4% lebih tinggi daripada membran asal. Tahap penolakan garam PA-HT-0.06 adalah 99.1%, yang setanding dengan membran asal. Berkenaan dengan pencemaran lisozim bercas negatif, pemulihan fluks akueus bagi membran yang diubah suai adalah lebih tinggi daripada membran asal (cth, 86.8% untuk PA-HT-0.06 berbanding 78.2% untuk PA-asli). Tahap aktiviti bakteria PA-HT-0.06 terhadap Escherichia coli dan Bacillus subtilis masing-masing ialah 97.3% dan 98.7%.
Kajian ini adalah yang pertama melaporkan pembentukan ikatan kovalen antara DMOTPAC dan nanopartikel HT yang tertanam dalam matriks PA untuk menghasilkan membran osmosis songsang dengan selektiviti kebolehtelapan tinggi dan sifat anti-kotoran. Penggabungan zarah nano bersepadu dan cantuman kumpulan berfungsi membolehkan pembangunan membran osmosis songsang dengan selektiviti kebolehtelapan tinggi dan sifat anti-kotoran.
Maklumat lanjut: Xinxia Tian et al., Penyediaan membran osmosis songsang dengan selektiviti tinggi dan sifat anti-kotoran untuk penyahgaraman air laut, Frontiers in Environmental Science and Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
Jika anda mengalami kesilapan menaip, ketidaktepatan, atau ingin menyerahkan permintaan untuk mengedit kandungan halaman ini, sila gunakan borang ini. Untuk soalan umum, sila gunakan borang hubungan kami. Untuk maklum balas umum, sila gunakan bahagian ulasan awam di bawah (silakan syor).
Maklum balas anda sangat penting bagi kami. Walau bagaimanapun, disebabkan jumlah mesej, kami tidak dapat menjamin respons individu.
Alamat e-mel anda hanya digunakan untuk memberitahu penerima siapa yang menghantar e-mel. Alamat anda mahupun alamat penerima tidak akan digunakan untuk sebarang tujuan lain. Maklumat yang anda masukkan akan dipaparkan dalam e-mel anda dan tidak akan disimpan oleh Phys.org dalam sebarang bentuk.
Dapatkan kemas kini mingguan dan/atau harian dalam peti masuk anda. Anda boleh berhenti melanggan pada bila-bila masa dan kami tidak akan berkongsi data anda dengan pihak ketiga.
Laman web ini menggunakan kuki untuk memudahkan navigasi, menganalisis penggunaan perkhidmatan kami oleh anda, mengumpul data untuk memperibadikan iklan dan menyediakan kandungan daripada pihak ketiga. Dengan menggunakan laman web kami, anda mengakui bahawa anda telah membaca dan memahami Dasar Privasi dan Syarat Penggunaan kami.
Masa siaran: Jan-04-2023