Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Wan Yinhua από το Ινστιτούτο Μηχανικής Διαδικασίας της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών ανέπτυξε έναν νέο τύπο μεμβράνης υψηλής διαπερατότητας ανθεκτικών στα οξέα νανοδιήθησης (NF) για την αποτελεσματική επεξεργασία όξινων λυμάτων. Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Journal of Chemical Engineering στις 14 Αυγούστου.
Το NF είναι μια τεχνολογία βιομηχανικής επεξεργασίας και διαχωρισμού λυμάτων που εξοικονομεί ενέργεια και είναι φιλική προς το περιβάλλον. Ωστόσο, λόγω της υδρόλυσης αμιδικών δεσμών, οι περισσότερες εμπορικά διαθέσιμες μεμβράνες πολυαμιδίου NF εμφανίζουν χαμηλή σταθερότητα σε ισχυρά όξινα διαλύματα.
Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές ετοίμασαν μια ανθεκτική σε οξέα μεμβράνη NF με συντονιζόμενα χαρακτηριστικά στρώματος διαχωρισμού βασισμένη σε μια απλή διεργασία διεπιφανειακού πολυμερισμού πολλαπλών σταδίων (IP) με υποβοηθούμενη ενεργοποίηση επιφάνειας.
Σε αυτή τη στρατηγική, ένα νέο υδατικό μονομερές χαμηλού κόστους (3-αμινοβενζολοσουλφοναμίδιο, ABSA) χρησιμοποιείται για να αντιδράσει με τριμεσοϋλοχλωρίδιο (TMC) για να παρασκευάσει ένα ενδιάμεσο στρώμα πολυ (αμιδίου-σουλφοναμιδίου) (PASA) και στη συνέχεια πραγματοποιείται επιφανειακή ενεργοποίηση. Τέλος, ένα ανώτερο στρώμα PASA χωρίς ελαττώματα κατασκευάζεται στο μεσαίο στρώμα.
Η σταθερή δομή σουλφοναμιδίου του ABSA' μπορεί να αποτρέψει την άμεση προσβολή οξέος. Είναι σημαντικό ότι καθώς αυξάνεται ο αριθμός των στοιβαγμένων στρωμάτων PASA, το φιλμ εμφανίζει καλύτερη συνέχεια και μεγαλύτερη εκλεκτικότητα, κυρίως επειδή ένα υψηλότερο περιεχόμενο μονομερών μπορεί να επιταχύνει τη διαδικασία IP και να καταστείλει την περίσσεια μεταξύ της αντίδρασης ABSA και TMC.
Είναι ενδιαφέρον ότι λόγω της υδρόλυσης της νεοσυσταθείσας στιβάδας PASA κατά τη διαδικασία επιφανειακής ενεργοποίησης, το ενεργοποιημένο ενδιάμεσο στρώμα PASA εμφανίζει αυξημένη υδρόφιλη επιφάνεια, ομαλότητα και ηλεκτραρνητικότητα, η οποία μπορεί να προωθήσει τον επακόλουθο σχηματισμό αντίδρασης IP με υψηλότερη διαπερατότητα και το στρώμα διαχωρισμού χωρίς ελαττώματα το αλάτι απορρίπτεται.
Επωφελούμενη από το φαινόμενο αποκλεισμού ισχυρού μεγέθους, η μεμβράνη εμφανίζει ιδανικό ρυθμό κατακράτησης χρωστικών υπό όξινες συνθήκες και αποδεκτή αποδοτικότητα αποχρωματισμού πραγματικών ρητινών που εκλύουν λύματα. Επιπλέον, επιδεικνύει επίσης εξαιρετική αντοχή στα οξέα καθώς και ικανοποιητική αντιρρυπαντική απόδοση και μακροπρόθεσμη σταθερότητα.
Αυτή η εργασία παρέχει μια στρατηγική χαμηλού κόστους για τη βελτίωση της διαπερατότητας και της αντιρρυπαντικής ικανότητας των ανθεκτικών στα οξέα μεμβρανών NF. Αναμένεται να χρησιμοποιηθεί στην επεξεργασία όξινων λυμάτων στις βιομηχανίες κλωστοϋφαντουργίας και επεξεργασίας τροφίμων.