Công nghệ thẩm thấu ngược (RO) đã thu hút rất nhiều sự chú ý nhờ khả năng ứng dụng rộng rãi trong khử mặn nước lợ và nước biển. Màng thẩm thấu ngược polyamide (PA) tổng hợp màng mỏng (TFC), bao gồm lớp phân tách dày đặc và lớp hỗ trợ xốp, là sản phẩm hàng đầu trong lĩnh vực này. Tuy nhiên, độ thẩm thấu thấp của màng PA RO và sự bám bẩn của màng thẩm thấu ngược TFC đã hạn chế việc sử dụng rộng rãi màng PA RO TFC. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
Việc tổng hợp màng nanocompozit đã được chứng minh là một phương pháp tuyệt vời để kết hợp các ưu điểm của vật liệu nano polyme và vô cơ. Các đặc tính tự nhiên của màng thẩm thấu ngược có thể được cải thiện bằng cách tinh chỉnh thành phần và cấu trúc. Ví dụ, hydrotalcite (HT) được phân tán trong dung dịch nước và được đưa vào nền PA ở giai đoạn trùng hợp bề mặt để tạo kênh vận chuyển nước.
Màng thu được có tính chọn lọc thấm cao và tăng lưu lượng nước mà không làm mất đi khả năng đẩy muối. Ngoài ra, việc sửa đổi màng, bao gồm việc kết hợp hạt nano, lớp phủ bề mặt và ghép, đã được chứng minh là một phương pháp hiệu quả để ngăn ngừa bám bẩn sinh học. Trong số đó, ghép các chất chống bám bẩn vào các hạt nano được nhúng trong ma trận PA là một chiến lược tuyệt vời để truyền các đặc tính chống bám bẩn vào màng thẩm thấu ngược mà không làm hỏng ma trận PA.
Các hạt nano HT rất giàu nhóm hydroxyl, có thể phản ứng với các nhóm siloxy của chất liên kết silane để đạt được khả năng ghép chống hà. Do đó, có thể thu được màng thẩm thấu ngược TFC mới có tính chọn lọc cao và đặc tính chống bẩn bằng cách sử dụng các hạt nano HT làm chất dẫn xuất trong lớp PA và ghép các chất liên kết silane chứa nhóm chức năng chống bẩn lên bề mặt màng.
Giáo sư Wang Jian từ Viện Khử muối và Sử dụng Nước biển Tích hợp, Giáo sư Ma Zhong từ Đại học Khoa học và Công nghệ Sơn Đông, Tiến sĩ Tian Xinxia từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, lấy cảm hứng từ các đặc tính của hạt nano HT và chất liên kết silane có chứa bậc bốn muối amoni. và các thành viên trong nhóm của họ cùng nhau. Những nỗ lực đã được thực hiện để phát triển một loại màng thẩm thấu ngược mới có hiệu suất cao ổn định lâu dài bằng cách đồng thời cải thiện tính chọn lọc thấm ban đầu và chống bám bẩn.
Công trình của họ đã cải thiện đáng kể hiệu suất của màng thẩm thấu ngược TFC PA và cung cấp lời khuyên kỹ thuật có giá trị cho quá trình khử mặn nước biển trong tương lai. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Biên giới Khoa học & Kỹ thuật Môi trường.
Trong nghiên cứu này, các hạt nano Mg-Al-CO3 HT được tích hợp vào lớp PA bằng cách phân tán trong dung dịch hữu cơ trong quá trình trùng hợp bề mặt. Việc đưa HT vào đóng vai trò kép, tăng cường dòng nước và đóng vai trò là nơi ghép cây. Việc bổ sung HT làm tăng lưu lượng nước mà không làm mất đi khả năng loại bỏ muối, bù đắp những tổn thất do phản ứng ghép tiếp theo gây ra. Bề mặt lộ ra của HT đóng vai trò là nơi ghép cho chất chống hà dimethyloctadecyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]amoni clorua (DMOT-PAC).
Sự kết hợp giữa việc kết hợp HT và ghép DMOTPAC mang lại cho màng thẩm thấu ngược khả năng chọn lọc và chống bám bẩn cao. Lưu lượng nước của PA-NT-0,06 là 49,8 l/m2·h, cao hơn 16,4% so với màng ban đầu. Mức độ loại bỏ muối PA-HT-0,06 là 99,1%, tương đương với màng ban đầu. Đối với ô nhiễm lysozyme tích điện âm, khả năng thu hồi dòng nước của màng biến đổi cao hơn so với màng ban đầu (ví dụ: 86,8% đối với PA-HT-0,06 so với 78,2% đối với PA-ban đầu). Mức độ hoạt tính diệt khuẩn của PA-HT-0,06 đối với Escherichia coli và Bacillus subtilis lần lượt là 97,3% và 98,7%.
Nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên báo cáo sự hình thành liên kết cộng hóa trị giữa các hạt nano DMOTPAC và HT được nhúng trong ma trận PA để tạo ra màng thẩm thấu ngược có tính chọn lọc thấm cao và đặc tính chống bám bẩn. Sự kết hợp của các hạt nano tích hợp và ghép nhóm chức năng cho phép phát triển màng thẩm thấu ngược với tính chọn lọc thấm cao và đặc tính chống bẩn.
Thông tin thêm: Xinxia Tian và cộng sự, Chuẩn bị màng thẩm thấu ngược có đặc tính chọn lọc và chống bám bẩn cao để khử mặn nước biển, Biên giới trong Khoa học và Kỹ thuật Môi trường (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
Nếu bạn gặp lỗi đánh máy, thiếu chính xác hoặc muốn gửi yêu cầu chỉnh sửa nội dung của trang này, vui lòng sử dụng biểu mẫu này. Đối với các câu hỏi chung, vui lòng sử dụng mẫu liên hệ của chúng tôi. Đối với phản hồi chung, vui lòng sử dụng phần bình luận công khai bên dưới (vui lòng đưa ra khuyến nghị).
Phản hồi của bạn rất quan trọng với chúng tôi. Tuy nhiên, do số lượng tin nhắn lớn nên chúng tôi không thể đảm bảo sẽ phản hồi cho từng cá nhân.
Địa chỉ email của bạn chỉ được sử dụng để cho người nhận biết ai đã gửi email. Địa chỉ của bạn cũng như địa chỉ của người nhận sẽ không được sử dụng cho bất kỳ mục đích nào khác. Thông tin bạn đã nhập sẽ xuất hiện trong email của bạn và sẽ không được Phys.org lưu trữ dưới bất kỳ hình thức nào.
Nhận thông tin cập nhật hàng tuần và/hoặc hàng ngày trong hộp thư đến của bạn. Bạn có thể hủy đăng ký bất kỳ lúc nào và chúng tôi sẽ không bao giờ chia sẻ dữ liệu của bạn với bên thứ ba.
Trang web này sử dụng cookie để hỗ trợ điều hướng, phân tích việc bạn sử dụng dịch vụ của chúng tôi, thu thập dữ liệu để cá nhân hóa quảng cáo và cung cấp nội dung từ bên thứ ba. Bằng cách sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách quyền riêng tư và Điều khoản sử dụng của chúng tôi.
Thời gian đăng: Jan-04-2023