Teknologi osmosis balik (RO) telah menarik banyak perhatian karena penerapannya yang luas untuk desalinasi air payau dan air laut. Membran osmosis balik poliamida (PA) komposit film tipis (TFC), yang terdiri dari lapisan pemisah padat dan lapisan pendukung berpori, telah menjadi produk unggulan di bidang ini. Namun, permeabilitas rendah membran RO PA dan pengotoran membran osmosis balik TFC membatasi penggunaan luas membran RO TFC PA. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Sintesis membran nanokomposit telah terbukti menjadi metode yang sangat baik untuk menggabungkan keunggulan nanomaterial polimer dan anorganik. Karakteristik alami membran osmosis balik dapat ditingkatkan dengan menyempurnakan komposisi dan strukturnya. Misalnya, hidrotalsit (HT) didispersikan dalam larutan berair dan dimasukkan ke dalam matriks PA pada tahap polimerisasi antarmuka untuk menciptakan saluran transportasi air.
Membran yang dihasilkan menunjukkan selektivitas permeabilitas yang tinggi dan peningkatan aliran air tanpa mengorbankan kemampuan menolak garam. Selain itu, modifikasi membran, termasuk penggabungan nanopartikel, pelapisan permukaan, dan pencangkokan, telah terbukti sebagai pendekatan yang efektif untuk mencegah biofouling. Di antara metode tersebut, pencangkokan agen anti-fouling ke nanopartikel yang tertanam dalam matriks PA merupakan strategi yang sangat baik untuk memberikan sifat anti-fouling pada membran osmosis terbalik tanpa merusak matriks PA.
Nanopartikel HT kaya akan gugus hidroksil, yang dapat bereaksi dengan gugus siloksi dari agen pengikat silana untuk mencapai pencangkokan anti-fouling. Oleh karena itu, membran osmosis balik TFC baru dengan selektivitas tinggi dan sifat anti-fouling dapat diperoleh dengan menggunakan nanopartikel HT sebagai dopan dalam lapisan PA dan mencangkokkan agen pengikat silana yang mengandung gugus fungsional anti-fouling ke permukaan membran.
Profesor Wang Jian dari Institut Desalinasi dan Pemanfaatan Air Laut Terpadu, Profesor Ma Zhong dari Universitas Sains dan Teknologi Shandong, Dr. Tian Xinxia dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, terinspirasi oleh karakteristik nanopartikel HT dan agen pengikat silana yang mengandung garam amonium kuaterner, dan anggota tim mereka, telah berupaya mengembangkan jenis membran osmosis balik baru dengan kinerja tinggi yang stabil dalam jangka panjang dengan secara bersamaan meningkatkan selektivitas permeabilitas dan anti-fouling aslinya.
Penelitian mereka secara signifikan meningkatkan kinerja membran osmosis balik TFC PA dan memberikan saran teknis yang berharga untuk masa depan desalinasi air laut. Studi ini diterbitkan dalam jurnal Frontiers of Environmental Science & Engineering.
Dalam penelitian ini, nanopartikel Mg-Al-CO3 HT dimasukkan ke dalam lapisan PA melalui dispersi dalam larutan organik selama polimerisasi antarmuka. Penambahan HT memainkan peran ganda, meningkatkan aliran air dan berfungsi sebagai situs pencangkokan. Penambahan HT meningkatkan aliran air tanpa mengorbankan penolakan garam, mengkompensasi kerugian yang disebabkan oleh reaksi pencangkokan selanjutnya. Permukaan HT yang terpapar berfungsi sebagai situs pencangkokan untuk agen anti-pengotoran dimetiloktadesil[3-(trimetoksilsilil)propil]amonium klorida (DMOT-PAC).
Kombinasi penggabungan HT dan pencangkokan DMOTPAC memberikan membran osmosis balik dengan selektivitas permeabilitas tinggi dan sifat anti-fouling. Laju aliran air PA-NT-0.06 adalah 49,8 l/m2·jam, yang 16,4% lebih tinggi daripada membran asli. Tingkat penolakan garam PA-HT-0.06 adalah 99,1%, yang sebanding dengan membran asli. Berkaitan dengan kontaminasi lisozim bermuatan negatif, pemulihan fluks air dari membran yang dimodifikasi lebih tinggi daripada membran asli (misalnya, 86,8% untuk PA-HT-0.06 dibandingkan 78,2% untuk PA-asli). Tingkat aktivitas bakterisida PA-HT-0.06 terhadap Escherichia coli dan Bacillus subtilis masing-masing adalah 97,3% dan 98,7%.
Studi ini adalah yang pertama melaporkan pembentukan ikatan kovalen antara DMOTPAC dan nanopartikel HT yang tertanam dalam matriks PA untuk menghasilkan membran osmosis balik dengan selektivitas permeabilitas tinggi dan sifat anti-fouling. Penggabungan nanopartikel terintegrasi dan pencangkokan gugus fungsional memungkinkan pengembangan membran osmosis balik dengan selektivitas permeabilitas tinggi dan sifat anti-fouling.
Informasi lebih lanjut: Xinxia Tian dkk., Pembuatan membran osmosis balik dengan selektivitas tinggi dan sifat anti-pengotoran untuk desalinasi air laut, Frontiers in Environmental Science and Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
Jika Anda menemukan kesalahan ketik, ketidakakuratan, atau ingin mengajukan permintaan untuk mengedit konten halaman ini, silakan gunakan formulir ini. Untuk pertanyaan umum, silakan gunakan formulir kontak kami. Untuk umpan balik umum, silakan gunakan bagian komentar publik di bawah ini (rekomendasi silakan).
Masukan Anda sangat penting bagi kami. Namun, karena banyaknya pesan yang masuk, kami tidak dapat menjamin akan membalas setiap pesan secara individual.
Alamat email Anda hanya digunakan untuk memberi tahu penerima siapa pengirim email tersebut. Baik alamat Anda maupun alamat penerima tidak akan digunakan untuk tujuan lain apa pun. Informasi yang Anda masukkan akan muncul di email Anda dan tidak akan disimpan oleh Phys.org dalam bentuk apa pun.
Dapatkan pembaruan mingguan dan/atau harian di kotak masuk Anda. Anda dapat berhenti berlangganan kapan saja dan kami tidak akan pernah membagikan data Anda kepada pihak ketiga.
Situs web ini menggunakan cookie untuk mempermudah navigasi, menganalisis penggunaan layanan kami, mengumpulkan data untuk mempersonalisasi iklan, dan menyediakan konten dari pihak ketiga. Dengan menggunakan situs web kami, Anda mengakui bahwa Anda telah membaca dan memahami Kebijakan Privasi dan Syarat Penggunaan kami.
Waktu posting: 04-Jan-2023