Diagramma della modifica mirata del rivestimento sulla membrana GO (Immagine di LI Sushuang)
La nanofiltrazione (NF) è una tecnologia avanzata per il trattamento delle acque reflue contenenti microinquinanti organici (OMP).
Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal prof. Wan Yinhua dell'Istituto di ingegneria dei processi (IPE) dell'Accademia cinese delle scienze ha sviluppato una membrana stabile di nanofiltrazione di ossido di grafene con dimensione dei pori uniforme per rimuovere gli OMP.
Lo studio è stato pubblicato su Giornale di ingegneria chimica il 20 gennaio.
Propone di combinare la strategia di amplificazione del segnale e la chimica dei difetti per ridurre la distribuzione delle dimensioni dei pori della membrana, offrendo così un metodo promettente per la preparazione di membrane NF altamente selettive.
L'ossido di grafene (GO) mostra un grande potenziale nel setaccio molecolare per l'uso in NF. Le membrane GO vengono generalmente preparate impilando nanosheet di GO su uno strato di supporto poroso. Però, l'uso delle membrane GO è limitato a causa della loro bassa stabilità in ambienti acquosi.
Inoltre, grandi difetti derivanti dalla deposizione non uniforme di nanosheet di GO possono far sì che le membrane abbiano una bassa capacità di ritenzione e possono anche causare gravi incrostazioni della membrana.
Nel loro studio, i ricercatori hanno proposto una strategia di modifica mirata per potenziare contemporaneamente la capacità antivegetativa delle membrane GO e regolarne i nanocanali.
Ioni ferrici (Fe 3 + ) vengono prima aggiunti alla soluzione GO per preparare una membrana GO stabile (GO-Fe). "L'aggiunta Fe 3 + può amplificare il segnale dei difetti sulla membrana GO-Fe dove si formano difetti trasversali più grandi a causa dell'interazione repulsiva tra i nanosheet GO adiacenti, " ha affermato il Prof. Luo Jianquan dell'IPE.
La superficie della membrana GO-Fe viene successivamente modificata da uno strato di rivestimento mirato costituito da acido tannico-aminopropiltrietossisilano (TA-APTES), e i difetti di membrana più grandi con più Fe 3 + vengono poi rappezzati dal rivestimento TA-APTES più spesso. Un tale rivestimento TA-APTES "maculato" può contemporaneamente migliorare la capacità antivegetativa e restringere la distribuzione delle dimensioni dei pori del Fe 3 + membrana GO mediata.
"Rispetto alle membrane NF in poliammide disponibili in commercio, la nostra membrana GO con rivestimento mirato mostra reiezioni più elevate e più stabili su vari OMP, anche nel funzionamento a lungo termine, filtrazione tangenziale o ad alta pressione, " ha detto il prof. Luo.
