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May 28, 2023

Los investigadores desarrollan nuevas membranas de nanofiltración antiincrustantes utilizando líquido iónico

11 de agosto de 2023 Este artículo ha sido revisado de acuerdo con las políticas y el proceso editorial de Science X. Los editores han resaltado los siguientes atributos al tiempo que garantizan la credibilidad del contenido:

11 de agosto de 2023

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por Liu Jia, Academia China de Ciencias

Un grupo de investigación dirigido por el Prof. Wan Yinhua del Instituto de Ingeniería de Procesos (IPE) de la Academia de Ciencias de China ha propuesto una nueva estrategia de posmodificación, con el objetivo de lograr una alta selectividad de separación y una fuerte resistencia a la contaminación de las membranas de nanofiltración (NF). . La estrategia implica la reordenación de la hinchazón de la poliamida inducida por líquido iónico (IL), que facilita el injerto profundo de polielectrolito. El estudio fue publicado en la revista AIChE.

NF es un prometedor proceso de separación de baja energía para la purificación del agua y la recuperación de recursos. Sin embargo, el ensuciamiento de la membrana, que se refiere a la acumulación de sustancias en la superficie y los poros de la membrana, sigue siendo un problema persistente durante las aplicaciones prácticas. Puede causar una mayor resistencia transmembrana, una disminución del flujo de permeado y cambios en la selectividad de separación, lo que lleva a un deterioro en la calidad del agua producida.

El postinjerto se ha utilizado comúnmente para modificar las membranas NF y reducir la tendencia a la incrustación ajustando su hidrofilicidad y propiedades cargadas. Sin embargo, el injerto de superficie a menudo resulta en un estrechamiento o bloqueo significativo de los poros, lo que lleva a una pérdida de permeabilidad. Además, las superficies monocargadas tienen dificultades para resistir incrustaciones mixtas con diferentes cargas.

"En nuestra estrategia, utilizamos un líquido iónico (IL)-etanol (EtOH) para inducir el injerto profundo de polietilenimina (PEI) y reorganizar la capa de poliamida, mejorando las propiedades de superficie y apertura de la membrana NF", explicó el profesor Wan. .

El sistema propuesto utilizó la fuerte afinidad del IL por la capa de poliamida y el impedimento estérico de baja difusión del EtOH para inducir el hinchamiento de la poliamida y lograr un injerto profundo de PEI. Esto también permitió el llenado específico de poros más grandes, lo que resultó en una distribución del tamaño de poro más estrecha. El injerto profundo de grupos amino hizo que la capa de poliamida fuera altamente hidrófila y casi neutra en carga, manteniendo así una excelente capacidad antiincrustante contra macromoléculas hidrófobas y moléculas con carga mixta.

Además, la membrana NF demostró una notable estabilidad antiincrustante y de selectividad de separación a largo plazo cuando se probó con aguas residuales de coque y melaza, respectivamente. Su rendimiento fue comparable al NF270.

"Este estudio destaca la posibilidad de utilizar injertos profundos de polielectrolitos inducidos por IL para mejorar el rendimiento antiincrustante de las membranas NF", dijo el profesor Luo Jianquan, autor correspondiente del estudio. "Subraya la importancia de las propiedades de los disolventes en el comportamiento de los injertos y proporciona una plataforma versátil para la fabricación de membranas NF avanzadas para el tratamiento de aguas residuales y la recuperación de recursos".

Más información: Lulu Liu et al, Injerto profundo de polielectrolito inducido por líquido iónico para reformar la capa de poliamida para una membrana de nanofiltración antiincrustante, AIChE Journal (2023). DOI: 10.1002/aic.18204

Proporcionado por la Academia China de Ciencias