Jauna veida augstas caurlaidības skābju izturīga nanofiltrācijas (NF) membrāna efektīvai skābu notekūdeņu attīrīšanai

Ķīnas Zinātņu akadēmijas Procesu inženierijas institūta profesora Wan Yinhua vadītā pētnieku grupa ir izstrādājusi jauna veida augstas caurlaidības skābju izturīgu nanofiltrācijas (NF) membrānu, lai efektīvi attīrītu skābos notekūdeņus. Pētījums tika publicēts Ķīmijas inženierijas žurnālā 14. augustā.

NF ir enerģiju taupoša un videi draudzīga rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanas un atdalīšanas tehnoloģija. Tomēr amīdu saišu hidrolīzes dēļ vairumam komerciāli pieejamo poliamīda NF membrānu ir zema stabilitāte stipros skābes šķīdumos.

Šajā pētījumā pētnieki sagatavoja skābi izturīgu NF membrānu ar pielāgojamiem atdalīšanas slāņa raksturlielumiem, pamatojoties uz vienkāršu virsmas aktivizēšanu, daudzpakāpju saskarnes polimerizācijas (IP) procesu.

Šajā stratēģijā tiek izmantots jauns lēts ūdens monomērs (3-aminobenzolsulfonamīds, ABSA), lai reaģētu ar trimesoilhlorīdu (TMC), lai sagatavotu poli (amīda-sulfonamīda) (PASA) starpslāni, un pēc tam tiek veikta virsmas aktivizēšana. Visbeidzot, uz vidējā slāņa tiek uzbūvēts PASA augšējais slānis bez defektiem.

Stabila ABSA&sulfonamīda struktūra var novērst tiešu skābes uzbrukumu. Svarīgi ir tas, ka, palielinoties sakrautu PASA slāņu skaitam, plēvei ir labāka nepārtrauktība un lielāka selektivitāte, galvenokārt tāpēc, ka lielāks monomēru saturs var paātrināt IP procesu un nomākt pārpalikumu starp ABSA un TMC reakciju.

Interesanti, ka virsmas aktivizēšanas procesā jaunizveidotā PASA slāņa hidrolīzes dēļ aktivētajam PASA starpslānim piemīt paaugstināta virsmas hidrofilitāte, gludums un elektronegativitāte, kas var veicināt turpmāku IP reakcijas veidošanos ar lielāku caurlaidību un atdalīšanas slāni bez defektiem. sāls tiek noraidīts.

Pateicoties spēcīgam izmēru izslēgšanas efektam, membrānai piemīt ideāls krāsas aiztures ātrums skābos apstākļos un pieņemama reālo sveķu eluējošo notekūdeņu krāsas noņemšanas efektivitāte. Turklāt tam ir arī lieliska skābju izturība, kā arī apmierinoša pretapaugšanas veiktspēja un ilgtermiņa stabilitāte.

Šis darbs nodrošina lētu stratēģiju, lai uzlabotu skābju izturīgo NF membrānu caurlaidību un pretapaugšanas spēju. Paredzēts, ka to izmantos skābu notekūdeņu attīrīšanai tekstilizstrādājumu un pārtikas pārstrādes rūpniecībā.