Ters ozmoz (RO) teknolojisi, acı su ve deniz suyu arıtma uygulamalarındaki geniş kullanım alanları nedeniyle büyük ilgi görmüştür. Yoğun bir ayırma katmanı ve gözenekli bir destek katmanından oluşan ince film kompozit (TFC) poliamid (PA) ters ozmoz membranları, bu alanda önde gelen ürünler olmuştur. Bununla birlikte, PA RO membranlarının düşük geçirgenliği ve TFC ters ozmoz membranlarının kirlenmesi, PA RO TFC membranlarının yaygın kullanımını sınırlamaktadır.
Nanokompozit membranların sentezi, polimerik ve inorganik nanomalzemelerin avantajlarını birleştirmek için mükemmel bir yöntem olduğunu kanıtlamıştır. Ters ozmoz membranlarının doğal özellikleri, bileşim ve yapının ince ayarlanmasıyla iyileştirilebilir. Örneğin, hidrotalsit (HT) sulu bir çözeltiye dağıtılmış ve arayüzey polimerizasyonu aşamasında PA matrisine dahil edilerek su taşıma kanalları oluşturulmuştur.
Elde edilen membranlar, tuz iticiliğinden ödün vermeden yüksek geçirgenlik seçiciliği ve artırılmış su akışı sergiler. Ek olarak, nanopartikül entegrasyonu, yüzey kaplama ve aşılama dahil olmak üzere membran modifikasyonunun, biyolojik kirlenmeyi önlemek için etkili bir yaklaşım olduğu gösterilmiştir. Bunlar arasında, PA matrisine gömülü nanopartiküllere kirlenme önleyici maddelerin aşılanması, PA matrisine zarar vermeden ters ozmoz membranlarına kirlenme önleyici özellikler kazandırmak için mükemmel bir stratejidir.
HT nanopartikülleri, silan bağlayıcı maddelerin siloksi gruplarıyla reaksiyona girerek kirlenmeyi önleyici aşılama sağlayabilen hidroksil grupları bakımından zengindir. Bu nedenle, PA katmanında HT nanopartiküllerini katkı maddesi olarak kullanarak ve membran yüzeyine kirlenmeyi önleyici fonksiyonel grup içeren silan bağlayıcı maddeleri aşılayarak, yüksek seçiciliğe ve kirlenmeyi önleyici özelliklere sahip yeni bir TFC ters ozmoz membranı elde edilebilir.
Su Arıtma ve Entegre Deniz Suyu Kullanımı Enstitüsü'nden Prof. Wang Jian, Shandong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden Prof. Ma Zhong, Çin Bilimler Akademisi'nden Dr. Tian Xinxia ve ekipleri, HT nanopartiküllerinin ve dördüncü dereceden amonyum tuzları içeren silan bağlayıcı maddelerin özelliklerinden ilham alarak, orijinal geçirgenlik seçiciliğini ve kirlenme önleyici özelliğini aynı anda iyileştirerek uzun vadeli istikrarlı yüksek performansa sahip yeni bir ters ozmoz membranı geliştirmek için çalışmalar yürüttüler.
Yaptıkları çalışma, TFC PA ters ozmoz membranlarının performansını önemli ölçüde iyileştirdi ve deniz suyu arıtma teknolojisinin geleceği için değerli teknik tavsiyeler sağladı. Çalışma, Frontiers of Environmental Science & Engineering dergisinde yayınlandı.
Bu çalışmada, Mg-Al-CO3 HT nanopartikülleri, arayüzey polimerizasyonu sırasında organik bir çözeltide dağıtılarak bir PA tabakasına dahil edilmiştir. HT'nin dahil edilmesi, su akışını artırma ve aşılama bölgesi görevi görme olmak üzere çift rol oynamaktadır. HT'nin dahil edilmesi, tuz reddini feda etmeden su akışını artırarak, sonraki aşılama reaksiyonundan kaynaklanan kayıpları telafi etmiştir. HT'nin açıkta kalan yüzeyi, kirlenmeyi önleyici madde dimetiloktadesil[3-(trimetoksisilil)propil]amonyum klorür (DMOT-PAC) için bir aşılama bölgesi görevi görmektedir.
HT'nin dahil edilmesi ve DMOTPAC aşılama kombinasyonu, ters ozmoz membranlarına yüksek geçirgenlik seçiciliği ve kirlenme önleyici özellikler kazandırır. PA-NT-0.06'nın su akışı 49,8 l/m2·h olup, orijinal membrana göre %16,4 daha yüksektir. PA-HT-0.06 tuzunun reddetme oranı %99,1 olup, orijinal membranla karşılaştırılabilir düzeydedir. Negatif yüklü lizozim kontaminasyonu açısından, modifiye edilmiş membranın sulu akış geri kazanımı orijinal membrana göre daha yüksektir (örneğin, PA-HT-0.06 için %86,8, PA-orijinal için %78,2). PA-HT-0.06'nın Escherichia coli ve Bacillus subtilis'e karşı bakterisidal aktivite derecesi sırasıyla %97,3 ve %98,7'dir.
Bu çalışma, yüksek geçirgenlik seçiciliğine ve kirlenme önleyici özelliklere sahip ters ozmoz membranları üretmek için PA matrislerine gömülü DMOTPAC ve HT nanopartikülleri arasında kovalent bağların oluşumunu bildiren ilk çalışmadır. Entegre nanopartiküllerin ve fonksiyonel grup aşılama yönteminin dahil edilmesi, yüksek geçirgenlik seçiciliğine ve kirlenme önleyici özelliklere sahip ters ozmoz membranlarının geliştirilmesini mümkün kılmaktadır.
Daha fazla bilgi için: Xinxia Tian ve diğerleri, Deniz suyunu tuzdan arındırmak için yüksek seçiciliğe ve kirlenme önleyici özelliklere sahip ters ozmoz membranının hazırlanması, Çevre Bilimi ve Mühendisliğinde Sınırlar (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
Bu sayfada bir yazım hatası, yanlışlık bulursanız veya içeriğin düzenlenmesi için bir talepte bulunmak isterseniz lütfen bu formu kullanın. Genel sorularınız için lütfen iletişim formumuzu kullanın. Genel geri bildirimleriniz için lütfen aşağıdaki kamuoyu yorum bölümünü kullanın (lütfen önerilerinizi belirtin).
Geri bildirimleriniz bizim için çok önemli. Ancak, mesaj yoğunluğu nedeniyle bireysel yanıt vermeyi garanti edemiyoruz.
E-posta adresiniz yalnızca alıcılara e-postayı kimin gönderdiğini bildirmek için kullanılır. Ne sizin adresiniz ne de alıcının adresi başka hiçbir amaçla kullanılmayacaktır. Girdiğiniz bilgiler e-postanızda görünecek ve Phys.org tarafından hiçbir şekilde saklanmayacaktır.
Haftalık ve/veya günlük güncellemeleri e-posta kutunuza alın. İstediğiniz zaman aboneliğinizi iptal edebilirsiniz ve verilerinizi asla üçüncü taraflarla paylaşmayacağız.
Bu web sitesi, gezinmeyi kolaylaştırmak, hizmetlerimizi kullanımınızı analiz etmek, reklamları kişiselleştirmek için veri toplamak ve üçüncü taraflardan içerik sağlamak amacıyla çerezler kullanmaktadır. Web sitemizi kullanarak, Gizlilik Politikamızı ve Kullanım Şartlarımızı okuduğunuzu ve anladığınızı kabul etmiş olursunuz.
Yayın tarihi: 04-01-2023