Nový typ membrány nanofiltrácie NF (NF) s vysokou priepustnosťou odolnú voči kyseline pre efektívne čistenie kyslej odpadovej vody

Výskumný tím vedený profesorom Wan Yinhua z Ústavu procesného inžinierstva Čínskej akadémie vied vyvinul nový typ membrány nanofiltrácie NF (NF) s vysokou priepustnosťou. Výskum bol publikovaný v časopise Journal of Chemical Engineering 14. augusta.

NF je energeticky úsporná a ekologická priemyselná technológia čistenia a separácie odpadových vôd. Avšak v dôsledku hydrolýzy amidových väzieb vykazuje väčšina komerčne dostupných polyamidových membrán NF nízku stabilitu v silných kyslých roztokoch.

V tejto štúdii vedci pripravili membránu NF odolnú voči kyselinám s neschopnými charakteristikami separačnej vrstvy na základe jednoduchého procesu aktivácie povrchu, viacstupňového interfaciálnej polymerizácie (IP).

V tejto stratégii sa používa nový nízkonákladový vodnatý monomér (3-aminobenzenesulfonamid, ABSA) na reakciu s trimezoylchloridom (TMC) na prípravu medzivrstvovej vrstvy poly(amid-sulfónamidu) (PASA) a potom sa vykoná aktivácia povrchu. Nakoniec je na strednej vrstve postavená horná vrstva PASA bez chýb.

Stabilná sulfónamidová štruktúra ABSA môže zabrániť priamemu útoku kyselinou. Dôležité je, že s nárastom počtu naskladaných vrstiev PASA film vykazuje lepšiu kontinuitu a vyššiu selektívnosť, najmä preto, že vyšší obsah monoméru môže urýchliť proces IP a potlačiť prebytok medzi ABSA a TMC reakciou.

Zaujímavé je, že vďaka hydrolýze novovytvorenej vrstvy PASA počas procesu aktivácie povrchu vykazuje aktivovaná stredná vrstva PASA zvýšenú povrchovú hydrofilicity, hladkosť a elektronegatitu, čo môže podporiť následnú tvorbu IP reakcie s vyššou priepustnosťou a separačná vrstva soli bez defektov je odmietnutá.

Membrána, ktorá využíva silný efekt vylúčenia veľkosti, vykazuje ideálnu mieru zadržiavania farbív v kyslých podmienkach a prijateľnú účinnosť dekolrovania skutočnej živice unikajúcich odpadovej vode. Okrem toho vykazuje vynikajúcu odolnosť voči kyselinám, ako aj uspokojivý protifoulingový výkon a dlhodobú stabilitu.

Táto práca poskytuje nízkonákladovú stratégiu na zlepšenie priepustnosti a protifoulingovej schopnosti membrán NF odolných voči kyselinám. Očakáva sa, že sa bude používať pri čistení kyslých odpadových vôd v textilnom a potravinárskom priemysle.