یک فناوری جدید برای بهبود گزینش پذیری بالا و ضد رسوب غشاهای اسمز معکوس.

فناوری اسمز معکوس (RO) به دلیل کاربرد گسترده آن برای نمک زدایی آب های شور و دریا، توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. غشاهای اسمز معکوس کامپوزیت لایه نازک (TFC) پلی آمید (PA) متشکل از یک لایه جداکننده متراکم و یک لایه پشتیبانی متخلخل، محصولات پیشرو در این زمینه بوده اند. با این حال، نفوذپذیری کم غشاهای PA RO و رسوب غشاهای اسمز معکوس TFC، استفاده گسترده از غشاهای PA RO TFC را محدود می کند. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2'); });
سنتز غشاهای نانوکامپوزیت به عنوان یک روش عالی برای ترکیب مزایای نانومواد پلیمری و معدنی ثابت شده است. ویژگی های طبیعی غشاهای اسمز معکوس را می توان با تنظیم دقیق ترکیب و ساختار بهبود بخشید. به عنوان مثال، هیدروتالسیت (HT) در یک محلول آبی پراکنده شد و در ماتریس PA در مرحله پلیمریزاسیون سطحی برای ایجاد کانال های انتقال آب گنجانده شد.
غشاهای به دست آمده دارای قابلیت نفوذپذیری بالا و افزایش جریان آب بدون از بین بردن دفع نمک هستند. علاوه بر این، اصلاح غشاء، از جمله ادغام نانوذرات، پوشش سطح و پیوند، یک رویکرد موثر برای جلوگیری از رسوب زیستی نشان داده شده است. در میان آنها، پیوند عوامل ضد رسوب بر روی نانوذرات تعبیه شده در ماتریس PA یک استراتژی عالی برای ایجاد خواص ضد رسوب به غشاهای اسمز معکوس بدون آسیب رساندن به ماتریس PA است.
نانوذرات HT غنی از گروه‌های هیدروکسیل هستند که می‌توانند با گروه‌های سیلوکسی عوامل جفت‌کننده سیلان واکنش دهند تا به پیوند ضد رسوب دست یابند. بنابراین، با استفاده از نانوذرات HT به عنوان مواد ناخالص در لایه PA و پیوند عوامل جفت کننده سیلان حاوی گروه عاملی ضد رسوب بر روی سطح غشاء، می توان یک غشای اسمز معکوس جدید TFC با گزینش پذیری و خواص ضد رسوب بالا به دست آورد.
پروفسور وانگ جیان از موسسه نمک زدایی و استفاده یکپارچه از آب دریا، پروفسور ما ژونگ از دانشگاه علم و فناوری شاندونگ، دکتر تیان شین شیا از آکادمی علوم چین، با الهام از ویژگی های نانوذرات HT و عوامل جفت کننده سیلان حاوی چهارتایی نمک های آمونیوم ، و اعضای تیمشان با هم. تلاش‌هایی برای توسعه نوع جدیدی از غشای اسمز معکوس با عملکرد بالا و پایدار طولانی‌مدت با بهبود هم‌زمان انتخاب‌پذیری نفوذپذیری اصلی و ضد رسوب انجام شده است.
کار آنها به طور قابل توجهی عملکرد غشاهای اسمز معکوس TFC PA را بهبود بخشید و توصیه های فنی ارزشمندی را برای آینده نمک زدایی آب دریا ارائه کرد. این مطالعه در مجله Frontiers of Environmental Science & Engineering منتشر شد.
در این مطالعه، نانوذرات Mg-Al-CO3 HT با پراکندگی در یک محلول آلی در طی پلیمریزاسیون سطحی به یک لایه PA ادغام شدند. گنجاندن HT نقش دوگانه ای ایفا می کند، جریان آب را افزایش می دهد و به عنوان محل پیوند عمل می کند. گنجاندن HT جریان آب را بدون به خطر انداختن رد نمک افزایش داد و ضررهای ناشی از واکنش پیوند بعدی را جبران کرد. سطح در معرض HT به عنوان یک محل پیوند برای عامل ضد رسوب دی متیل اوکتادسیل [3-(تری متوکسی سیلیل) پروپیل] کلرید آمونیوم (DMOT-PAC) عمل می کند.
ترکیب HT و پیوند DMOTPAC به غشاهای اسمز معکوس دارای نفوذپذیری بالا و خاصیت ضد رسوب می‌شود. جریان آب PA-NT-0.06 49.8 لیتر بر متر مربع · ساعت بود که 16.4 درصد بیشتر از غشای اصلی است. درجه رد نمک PA-HT-0.06 99.1٪ بود که با غشای اصلی قابل مقایسه است. با توجه به آلودگی لیزوزیم با بار منفی، بازیابی شار آبی غشای اصلاح شده بیشتر از غشای اصلی بود (به عنوان مثال، 86.8٪ برای PA-HT-0.06 در مقابل 78.2٪ برای PA-اصلی). میزان فعالیت ضد باکتریایی PA-HT-0.06 علیه اشریشیا کلی و باسیلوس سوبتیلیس به ترتیب 97.3 و 98.7 درصد بود.
این مطالعه اولین مطالعه ای است که تشکیل پیوندهای کووالانسی بین نانوذرات DMOTPAC و HT تعبیه شده در ماتریس های PA برای تولید غشاهای اسمز معکوس با نفوذپذیری بالا و خواص ضد رسوب را گزارش می کند. ترکیب نانوذرات یکپارچه و پیوند گروه عاملی باعث ایجاد غشاهای اسمز معکوس با نفوذپذیری بالا و خواص ضد رسوب می شود.
اطلاعات بیشتر: Xinxia Tian و همکاران، تهیه غشای اسمز معکوس با گزینش پذیری بالا و خواص ضد رسوب برای نمک زدایی آب دریا، مرزها در علوم و مهندسی محیط زیست (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
اگر با اشتباه تایپی، نادرستی مواجه شدید یا می خواهید درخواستی برای ویرایش محتوای این صفحه ارسال کنید، لطفا از این فرم استفاده کنید. برای سوالات عمومی، لطفا از فرم تماس با ما استفاده کنید. برای بازخورد عمومی، لطفا از بخش نظرات عمومی زیر استفاده کنید (توصیه ها لطفا).
نظرات شما برای ما بسیار مهم است. با این حال، به دلیل حجم پیام‌ها، نمی‌توانیم پاسخ‌های فردی را تضمین کنیم.
آدرس ایمیل شما فقط برای اطلاع دادن به گیرندگان این ایمیل استفاده می شود. نه از آدرس شما و نه آدرس گیرنده برای هدف دیگری استفاده نخواهد شد. اطلاعاتی که وارد کرده اید در ایمیل شما ظاهر می شود و توسط Phys.org به هیچ شکلی ذخیره نمی شود.
به روز رسانی های هفتگی و/یا روزانه را در صندوق ورودی خود دریافت کنید. شما می توانید در هر زمانی اشتراک خود را لغو کنید و ما هرگز داده های شما را با اشخاص ثالث به اشتراک نمی گذاریم.
این وب‌سایت از کوکی‌ها برای تسهیل ناوبری، تجزیه و تحلیل استفاده شما از خدمات ما، جمع‌آوری داده‌ها برای شخصی‌سازی آگهی‌ها و ارائه محتوا از اشخاص ثالث استفاده می‌کند. با استفاده از وب سایت ما، شما تصدیق می کنید که خط مشی رازداری و شرایط استفاده ما را خوانده و درک کرده اید.