Nye syrefaste membraner til spildevandsrensning udviklet

En forskergruppe ledet af prof. Wan Yinhua fra Institute of Process Engineering (IPE) ved det kinesiske videnskabsakademi udviklede en ny yderst permeabel syrefast nanofiltreringsmembran (NF) til effektiv sur spildevandsrensning.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Chemical Engineering Journal den 14. august.

NF er en energibesparende og miljøvenlig adskillelsesteknologi til behandling af industrielt spildevand. Imidlertid, de fleste kommercielt tilgængelige polyamid-NF-membraner udviser lav stabilitet i stærkt sure opløsninger på grund af hydrolyse af amidbindingen.

I dette studie, forskerne forberedte en syrefast NF-membran med justerbare separationslagsegenskaber baseret på en simpel overfladeaktiveringsassisteret, flertrins grænsefladepolymerisation (IP) proces.

I strategien, en ny og billig vandig monomer (3-aminobenzensulfonamid, ABSA) blev brugt til at reagere med trimesoylchlorid (TMC) for at fremstille et poly(amid-sulfonamid) (PASA) mellemlag, efterfulgt af overfladeaktivering, og til sidst blev der konstrueret et defektfrit PASA-toplag på mellemlaget.

Den stabile sulfonamidstruktur af ABSA kunne forhindre det direkte angreb af syre. Vigtigt, med stigningen i stablede PASA-lag, membranen viste bedre kontinuitet og højere selektivitet, hovedsagelig fordi den højere mængde af monomerer kunne accelerere IP-processen og hæmme den overdrevne reaktion mellem ABSA og TMC.

Interessant nok, på grund af hydrolysen af ​​det spirende PASA-lag under overfladeaktiveringsprocessen, det aktiverede PASA-mellemlag viste øget overfladehydrofilicitet, glathed og elektronegativitet, hvilket kunne fremme de efterfølgende IP-reaktioner til at danne et defektfrit adskillelseslag med højere permeabilitet og saltafvisninger.

Fordel ved den stærke størrelse ekskluderingseffekt, membranen udviste ønskelig farveafvisning under sure betingelser såvel som acceptabel affarvningseffektivitet af det reelle harpikselueringsspildevand. I øvrigt, Det viste også fremragende syrebestandighed samt tilfredsstillende antifouling-ydeevne og langsigtet stabilitet.

"Dette arbejde giver en billig strategi til at øge permeabiliteten og antifouling-evnen af ​​den syrefaste NF-membran. Det er lovende at blive anvendt i sur spildevandsrensning i tekstil- og fødevareforarbejdningsindustrien, " sagde professor Luo Jianquan fra IPE, den tilsvarende forfatter til undersøgelsen.