Verontreinigd water behandelen met nanovezelmembranen

Wanneer olie water verontreinigt, ontstaat er een film die het zuurstofgehalte verlaagt en giftige stoffen introduceert. Dit kan leiden tot de dood van waterplanten en -dieren, de bodem verontreinigen en uiteindelijk de gezondheid van de mens bedreigen.

Het scheiden van olie uit vervuild water is daarom van groot belang. De huidige methoden kunnen duur en uitdagend zijn, en sommige kunnen verdere verontreinigende stoffen in het systeem introduceren. Membraanmaterialen kunnen bijvoorbeeld een barrière vormen om olie te onderscheppen, maar hun efficiëntie is laag en ze zijn niet geschikt voor langdurig gebruik.

In Bio-interfasen, ontwikkelden onderzoekers in China een fabricagemethode om de werkzaamheid en levensduur van membraanscheidingstechnologie te vergroten. De technologie is meer dan 99% effectief bij het scheiden van een petroleumether-in-water-emulsie.

Het team creëerde een nanovezelmembraan met elektrospinning, waarin een vloeibare polymeerdruppel wordt geëlektrificeerd en uitgerekt om vezels te maken. Ze verhoogden de ruwheid van het membraanoppervlak door het te laden met zilveren nanodeeltjes.

In water bevordert dit ruwe oppervlak een stabiele waterlaag, die als een barrière fungeert om te voorkomen dat oliedruppels het membraan binnendringen.

“Deze hydratatielaag belemmert op efficiënte wijze de doorgang van oliedruppeltjes, waardoor membraanvervuiling wordt verminderd en de permeabiliteit en scheidingsefficiëntie van het composietmembraan wordt verbeterd”, aldus auteur Jindan Wu.

Zilveren nanodeeltjes versterken ook de antibacteriële eigenschappen van het membraan. Door ze op te nemen, wordt het risico op membraancorrosie, veroorzaakt door micro-organismen, tot een minimum beperkt.

“We hebben ontdekt dat de oppervlakteruwheid van het membraan en de sterkte van de hydratatielaag kritische factoren zijn die van invloed zijn op de scheidingsprestaties en het aangroeiwerende vermogen”, zei Wu. “Dit concept van het afzetten van deeltjes op nanovezelmembranen heeft ook mogelijkheden voor brede toepassingen met andere materialen.”

De huidige uitvoermogelijkheden van deze fabricagemethode zijn relatief laag. De groep hoopt echter dat de ontwikkeling van dergelijke materialen zal bijdragen aan een alomvattende oplossing voor de behandeling van waterverontreiniging.

“Waterverontreiniging wordt veroorzaakt door meerdere bronnen, en oliehoudend afvalwater is er slechts één van”, zei Wu. “Het is van vitaal belang om materialen te ontwikkelen die kleurstoffen, zware metalen en bacteriën in water kunnen behandelen.”