Veelbelovende strategieën om de scheidingsselectiviteit van nanofiltratie te verbeteren

Onderzoekers van het Institute of Process Engineering (IPE) van de Chinese Academy of Sciences, Argonne National Laboratory (Argonne) en de University of Chicago in de VS hebben gezocht naar, en samengevat, recente ontwikkelingen op het gebied van nanofiltratie (NF), en bood richtlijnen voor mogelijke toekomstige benaderingen om de selectiviteit van nanofiltratiemembranen te verbeteren.

De studie is gepubliceerd in ACS toegepaste materialen en interfaces op 12 augustus.

Waterfiltratiemembranen worden op grote schaal toegepast in waterzuiveringsinstallaties, productielocaties voor halfgeleiders en in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, vanwege de concurrerende kosten en effectiviteit.

NF-membranen hebben veel aandacht getrokken omdat ze op efficiënte wijze eenwaardige en meerwaardige ionen kunnen scheiden, evenals kleine organische moleculen met verschillende molecuulgewichten.

De meeste onderzoeken met NF-membranen zijn echter gericht op het verbeteren van de membraanpermeantie, waardoor selectiviteit achterblijft.

In de studie hebben de onderzoekers de nieuwste strategieën voor verbetering van de NF-membraanselectiviteit uitgebreid besproken. Ze concentreerden zich op benaderingen van membraanfabricage, waaronder aanpassing van de poriegrootte of de verdeling van de poriegrootte, manipulatie van de ladingsverdeling en modificatie van oppervlaktevervuiling. Vervolgens legden ze de nadruk op studies over functie / proces-geïntensiveerd-NF voor het verbeteren van NF-membraanprestaties.

Ze boden ook perspectieven op mogelijke kansen in toekomstig onderzoek. NF-selectiviteit zou zijn oorsprong vinden in de engineering van membraaneigenschappen, die ten grondslag liggen aan zowel gunstige eigenschappen zoals oppervlaktelading voor elektrostatische afstoting als schadelijke eigenschappen zoals neiging tot vervuiling. Innovatie in bedrijfsprocessen zou ook een sleutelrol spelen bij het verbeteren van de selectiviteit van nanofiltratiemembranen, aangezien transmembraandruk, pH en recyclingverhouding van voedingsoplossing tijdens bedrijfsprocessen de selectiviteit beïnvloeden.

“Het artikel zou toekomstig onderzoek naar de scheidingsselectiviteit van NF-membranen vergemakkelijken, en de onderzoekers zouden meer aandacht besteden aan deze belangrijke kwestie”, aldus prof. Luo Jianquan van IPE.

Dr. Seth B. Darling, een co-auteur uit Argonne, merkte op dat deze recensie “licht werpt op de allernieuwste ontwikkelingen in selectiviteit in NF-membranen en ongetwijfeld meer onderzoekers zou aanmoedigen om deel te nemen aan dit opwindende dossier.”