La tecnologia dell'osmosi inversa (RO) ha attirato molta attenzione grazie alla sua ampia applicabilità per la desalinizzazione dell'acqua salmastra e di mare. Le membrane per osmosi inversa composite a film sottile (TFC) in poliammide (PA), costituite da uno strato di separazione denso e uno strato di supporto poroso, sono stati i prodotti di punta in questo campo. Tuttavia, la bassa permeabilità delle membrane PA RO e l'incrostazione delle membrane ad osmosi inversa TFC limitano l'uso diffuso delle membrane PA RO TFC. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
La sintesi di membrane nanocomposite si è rivelata un metodo eccellente per combinare i vantaggi dei nanomateriali polimerici e inorganici. Le caratteristiche naturali delle membrane ad osmosi inversa possono essere migliorate mettendo a punto la composizione e la struttura. Ad esempio, l'idrotalcite (HT) è stata dispersa in una soluzione acquosa e inclusa nella matrice PA nella fase di polimerizzazione interfacciale per creare canali di trasporto dell'acqua.
Le membrane risultanti mostrano un'elevata selettività di permeabilità e un maggiore flusso d'acqua senza sacrificare la repellenza al sale. Inoltre, la modifica della membrana, inclusa l’incorporazione di nanoparticelle, il rivestimento superficiale e l’innesto, ha dimostrato di essere un approccio efficace per prevenire il biofouling. Tra questi, l’innesto di agenti antivegetativi su nanoparticelle incorporate nella matrice PA è un’eccellente strategia per conferire proprietà antivegetative alle membrane ad osmosi inversa senza danneggiare la matrice PA.
Le nanoparticelle HT sono ricche di gruppi ossidrile, che possono reagire con i gruppi silossi degli agenti di accoppiamento silano per ottenere l'innesto antivegetativo. Pertanto, una nuova membrana ad osmosi inversa TFC con elevata selettività e proprietà antivegetative può essere ottenuta utilizzando nanoparticelle HT come droganti nello strato PA e innestando agenti di accoppiamento silanico contenenti gruppi funzionali anti-incrostazione sulla superficie della membrana.
Il Prof. Wang Jian dell'Istituto di desalinizzazione e utilizzo integrato dell'acqua di mare, il Prof. Ma Zhong dell'Università di Scienza e Tecnologia di Shandong, il Dr. Tian Xinxia dell'Accademia cinese delle scienze, ispirati dalle caratteristiche delle nanoparticelle HT e degli agenti di accoppiamento silano contenenti quaternario sali di ammonio. e i membri della loro squadra insieme. Sono stati compiuti sforzi per sviluppare un nuovo tipo di membrana ad osmosi inversa con prestazioni elevate stabili a lungo termine migliorando contemporaneamente la selettività della permeabilità originale e l'antivegetativa.
Il loro lavoro ha migliorato significativamente le prestazioni delle membrane a osmosi inversa TFC PA e ha fornito preziosi consigli tecnici per il futuro della desalinizzazione dell'acqua di mare. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Frontiers of Environmental Science & Engineering.
In questo studio, le nanoparticelle Mg-Al-CO3 HT sono state incorporate in uno strato PA mediante dispersione in una soluzione organica durante la polimerizzazione interfacciale. L'inclusione di HT svolge un duplice ruolo, migliorando il flusso d'acqua e fungendo da sito di innesto. L'inclusione di HT ha aumentato il flusso d'acqua senza sacrificare la reiezione del sale, compensando le perdite causate dalla successiva reazione di innesto. La superficie esposta dell'HT funge da sito di innesto per l'agente antivegetativo dimetilottadecil[3-(trimetossisilil)propil]ammonio cloruro (DMOT-PAC).
La combinazione dell'incorporazione di HT e dell'innesto DMOTPAC conferisce alle membrane ad osmosi inversa un'elevata selettività di permeabilità e proprietà antivegetative. Il flusso d'acqua del PA-NT-0.06 era di 49,8 l/m2·h, ovvero del 16,4% superiore a quello della membrana originale. Il grado di rigetto del sale PA-HT-0,06 era del 99,1%, paragonabile a quello della membrana originale. Per quanto riguarda la contaminazione da lisozima caricato negativamente, il recupero del flusso acquoso della membrana modificata era superiore a quello della membrana originale (ad esempio, 86,8% per PA-HT-0,06 contro 78,2% per PA-originale). Il grado di attività battericida di PA-HT-0.06 contro Escherichia coli e Bacillus subtilis era rispettivamente del 97,3% e del 98,7%.
Questo studio è il primo a segnalare la formazione di legami covalenti tra DMOTPAC e nanoparticelle HT incorporate in matrici PA per produrre membrane ad osmosi inversa con elevata selettività di permeabilità e proprietà antivegetative. L'incorporazione di nanoparticelle integrate e l'innesto di gruppi funzionali consentono lo sviluppo di membrane ad osmosi inversa con elevata selettività di permeabilità e proprietà antivegetative.
Ulteriori informazioni: Xinxia Tian et al., Preparazione di una membrana a osmosi inversa con elevata selettività e proprietà antivegetative per la desalinizzazione dell'acqua di mare, Frontiers in Environmental Science and Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
Se riscontri un errore di battitura, un'inesattezza o desideri inviare una richiesta per modificare il contenuto di questa pagina, utilizza questo modulo. Per domande generali, utilizza il nostro modulo di contatto. Per feedback generali, utilizzare la sezione commenti pubblici di seguito (consigli per favore).
Il tuo feedback è molto importante per noi. Tuttavia, a causa del volume dei messaggi, non possiamo garantire risposte individuali.
Il tuo indirizzo email viene utilizzato solo per far sapere ai destinatari chi ha inviato l'email. Né il tuo indirizzo né quello del destinatario verranno utilizzati per nessun altro scopo. Le informazioni che hai inserito appariranno nella tua email e non verranno archiviate da Phys.org in alcuna forma.
Ricevi aggiornamenti settimanali e/o giornalieri nella tua casella di posta. Puoi annullare l'iscrizione in qualsiasi momento e non condivideremo mai i tuoi dati con terze parti.
Questo sito Web utilizza i cookie per facilitare la navigazione, analizzare l'utilizzo dei nostri servizi, raccogliere dati per personalizzare gli annunci e fornire contenuti di terze parti. Utilizzando il nostro sito Web, dichiari di aver letto e compreso la nostra Informativa sulla privacy e i Termini di utilizzo.
Orario di pubblicazione: 04 gennaio 2023