![Schema van het tweevoudig geladen membraan vervaardigd via catechol-amine-chemische oppervlaktetechniek. Krediet: CAO Yang Onderzoekers ontwikkelen een nanofiltratiemembraan voor een zeer efficiënte kleurstof / zoutscheiding](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2021/54-researchersd.jpg)
Schema van het tweevoudig geladen membraan vervaardigd via catechol-amine-chemische oppervlaktetechniek. Krediet: CAO Yang
Een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Wan Yinhua van het Institute of Process Engineering (IPE) van de Chinese Academy of Sciences heeft een robuust, dubbel geladen losse nanofiltratie (NF) -membraan ontwikkeld voor zeer efficiënte kleurstof / zoutscheiding. De studie is gepubliceerd in de Journal of Membrane Science op 21 maart.
NF is een effectieve methode om textielafvalwater te behandelen. De meeste in de handel verkrijgbare NF-membranen vertonen echter een lage selectiviteit in kleurstof / zoutscheiding vanwege hun negatief geladen, dichte scheidingslaag.
De onderzoekers maakten een NF-membraan met een losse en dubbel geladen scheidingslaag op basis van een eenvoudige catechol-amine-chemische strategie voor oppervlaktetechniek.
In de strategie werd polyethyleenimine (PEI) gecoat op een gehydrolyseerd polyacrylonitril substraat om een positief geladen tussenlaag te construeren, gevolgd door co-afzetting van looizuur (TA) en poly-γ-glutaminezuur (γ-PGA) om een negatief geladen toplaag.
De losse scheidingslaagstructuur werd toegeschreven aan de competitieve reactie geïnduceerd door polyfenolen, wat betekent dat de covalente interacties, waterstofbinding en elektrostatische adsorptie tussen TA, γ-PGA en PEI de snelle en niet-uniforme zelfpolymerisatie van TA belemmerden.
De pre-reactie tussen TA en γ-PGA zou die competitieve reacties verder kunnen verzwakken, de poriegrootte en oplaadeigenschap kunnen afstemmen en zo de scheidingsprestaties kunnen verbeteren.
Vanwege de synergie tussen uitsluiting op grootte en elektrostatische interactie van de losse dubbelgeladen scheidingslaag, vertoonde het voorbereide membraan een uitstekende waterdoorlatendheid (36,9 Lm-2h-1bar-1) met een lage zoutafwijzing (11,1% voor Na2ZO4) en hoge afstoting van zowel positief als negatief geladen kleurstoffen.
Bovendien vertoonde dit tweevoudig geladen membraan ook een uitstekende zuurbestendigheid evenals bevredigende aangroeiwerende eigenschappen en langdurige stabiliteit.
“Dit werk biedt een nieuwe dimensie in de richting van de milieuvriendelijke benadering voor het vervaardigen van zeer selectieve scheidingsmembranen, en deze veelzijdige coatingstrategie kan worden gebruikt om de membranen met controleerbare eigenschappen voor verschillende scheidingstoepassingen te fabriceren / modificeren”, aldus prof. Luo Jianquan van IPE.
Yang Cao et al. Een robuust dubbel geladen membraan bereid via catechol-amine-chemie voor zeer efficiënte kleurstof / zoutscheiding, Journal of Membrane Science (2021). DOI: 10.1016 / j.memsci.2021.119287
Geleverd door Chinese Academy of Sciences