Diagrama de modificación de recubrimiento dirigida en la membrana GO (Imagen de LI Sushuang)
La nanofiltración (NF) es una tecnología avanzada para el tratamiento de aguas residuales que contienen microcontaminantes orgánicos (OMP).
Recientemente, un grupo de investigación dirigido por el profesor Wan Yinhua del Instituto de Ingeniería de Procesos (IPE) de la Academia de Ciencias de China desarrolló una membrana estable de nanofiltración de óxido de grafeno con un tamaño de poro uniforme para eliminar las OMP.
El estudio fue publicado en la Revista de Ingeniería Química el 20 de enero.
Propone combinar la estrategia de amplificación de la señal y la química del defecto para reducir la distribución del tamaño de los poros de la membrana, ofreciendo así un método prometedor para preparar membranas NF altamente selectivas.
El óxido de grafeno (GO) muestra un gran potencial en el tamizado molecular para su uso en NF. Las membranas GO se preparan generalmente apilando nanohojas GO sobre una capa de soporte porosa. Sin embargo, el uso de membranas GO está limitado debido a su baja estabilidad en ambientes acuosos.
Además, Los grandes defectos que resultan de la deposición no uniforme de las nanoláminas de GO pueden hacer que las membranas tengan una capacidad de retención baja y también pueden causar un ensuciamiento grave de la membrana.
En su estudio, los investigadores propusieron una estrategia de modificación dirigida para mejorar simultáneamente la capacidad antiincrustante de las membranas GO y regular sus nanocanales.
Iones férricos (Fe 3 + ) se añaden primero a la solución GO para preparar una membrana GO estable (GO-Fe). "El Fe añadido 3 + puede amplificar la señal de los defectos en la membrana GO-Fe donde se forman defectos transversales más grandes debido a la interacción repulsiva entre las nanohojas GO adyacentes, ", dijo el profesor Luo Jianquan del IPE.
La superficie de la membrana GO-Fe se modifica posteriormente mediante una capa de recubrimiento dirigida que consiste en ácido tánico-aminopropiltrietoxisilano (TA-APTES), y los defectos de membrana más grandes con más Fe 3 + luego se reparan con el recubrimiento TA-APTES más grueso. Tal recubrimiento TA-APTES "moteado" puede mejorar simultáneamente la capacidad antiincrustante y reducir la distribución del tamaño de los poros del Fe 3 + -membrana GO mediada.
"En comparación con las membranas de poliamida NF disponibles en el mercado, nuestra membrana GO con recubrimiento específico muestra rechazos más altos y más estables en varios OMP, incluso en funcionamiento a largo plazo, filtración de flujo cruzado o bajo alta presión, "dijo el profesor Luo.
