Un nou tip de membrană de nanofiltrare rezistentă la acidă (NF) cu permeabilitate ridicată pentru tratarea eficientă a apelor uzate acide

O echipă de cercetare condusă de profesorul Wan Yinhua de la Institutul de Ingineria Proceselor al Academiei Chineze de Științe a dezvoltat un nou tip de membrană de nanofiltrare rezistentă la acidă (NF) cu permeabilitate ridicată pentru tratarea eficientă a apelor uzate acide. Cercetarea a fost publicată în Journal of Chemical Engineering pe 14 august.

NF este o economie de energie și o tehnologie ecologică de tratare și separare a apelor uzate industriale. Cu toate acestea, datorită hidrolizei legăturilor amidice, majoritatea membranelor NF poliamidice disponibile în comerț prezintă o stabilitate scăzută în soluțiile acide puternice.

În acest studiu, cercetătorii au pregătit o membrană NF rezistentă la acid, cu caracteristici ale stratului de separare tunabil, pe baza unui proces simplu de polimerizare interfacială asistată de activare a suprafeței, în mai multe etape (IP).

În această strategie, un nou monomer apos low-cost (3-aminobenzenesulfonamidă, ABSA) este utilizat pentru a reacționa cu clorură de trimesoil (TMC) pentru a pregăti un strat intermediar de poli (amidă-sulfonamidă) (PASA) și apoi se efectuează activarea suprafeței. În cele din urmă, un strat superior PASA fără defecte este construit pe stratul din mijloc.

Structura stabilă de sulfonamidă a ABSA poate preveni atacul acid direct. Foarte important, pe măsură ce numărul de straturi PASA stivuite crește, filmul prezintă o continuitate mai bună și o selectivitate mai mare, în principal pentru că un conținut mai mare de monomeri poate accelera procesul IP și suprima excesul dintre absa și reacția TMC.

Interesant, datorită hidrolizei stratului PASA nou format în timpul procesului de activare a suprafeței, stratul intermediar PASA activat prezintă hidrofilicitate de suprafață crescută, netezime și electronegativitate, ceea ce poate promova formarea ulterioară a reacției IP cu permeabilitate mai mare și stratul de separare fără defecte de sare este respins.

Beneficiind de efectul puternic de excludere a dimensiunilor, membrana prezintă o rată ideală de retenție a coloranților în condiții acide și o eficiență acceptabilă de decolorare a apelor uzate reale de eluare a rășinii. În plus, prezintă, de asemenea, o rezistență excelentă la acid, precum și o performanță antifouling satisfăcătoare și stabilitate pe termen lung.

Această lucrare oferă o strategie low-cost pentru îmbunătățirea permeabilității și a capacității antifouling a membranelor NF rezistente la acid. Se preconizează că acesta va fi utilizat în tratarea apelor uzate acide în industria textilă și de prelucrare a alimentelor.