تقنية جديدة لتحسين الانتقائية العالية ومقاومة الحشف لأغشية التناضح العكسي.

لقد اجتذبت تقنية التناضح العكسي (RO) الكثير من الاهتمام بسبب قابليتها للتطبيق على نطاق واسع لتحلية المياه المالحة ومياه البحر. كانت أغشية التناضح العكسي المصنوعة من مادة البولي أميد (PA) ذات الأغشية الرقيقة المركبة (TFC) والتي تتكون من طبقة فصل كثيفة وطبقة دعم مسامية، من المنتجات الرائدة في هذا المجال. ومع ذلك، فإن النفاذية المنخفضة لأغشية PA RO وتلوث أغشية التناضح العكسي TFC تحد من الاستخدام الواسع النطاق لأغشية PA RO TFC. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
لقد أثبت تخليق الأغشية المركبة النانوية أنه طريقة ممتازة للجمع بين مزايا المواد النانوية البوليمرية وغير العضوية. يمكن تحسين الخصائص الطبيعية لأغشية التناضح العكسي من خلال الضبط الدقيق للتركيبة والبنية. على سبيل المثال، تم تشتيت هيدروتالسيت (HT) في محلول مائي وإدراجه في مصفوفة PA في مرحلة البلمرة البينية لإنشاء قنوات نقل المياه.
تظهر الأغشية الناتجة انتقائية عالية النفاذية وزيادة في تدفق المياه دون التضحية بطرد الملح. بالإضافة إلى ذلك، فقد ثبت أن تعديل الغشاء، بما في ذلك دمج الجسيمات النانوية وطلاء السطح والتطعيم، هو أسلوب فعال لمنع الحشف الحيوي. من بينها، يعد تطعيم العوامل المضادة للحشف على الجسيمات النانوية المضمنة في مصفوفة PA استراتيجية ممتازة لنقل خصائص مضادة للقاذورات لأغشية التناضح العكسي دون الإضرار بمصفوفة PA.
الجسيمات النانوية HT غنية بمجموعات الهيدروكسيل، والتي يمكن أن تتفاعل مع مجموعات السيلوكسي من عوامل اقتران السيلان لتحقيق تطعيم مضاد للحشف. لذلك، يمكن الحصول على غشاء تناضح عكسي TFC جديد ذو انتقائية عالية وخصائص مضادة للقاذورات باستخدام الجسيمات النانوية HT كمنشطات في طبقة PA وتطعيم عوامل اقتران سيلاني المحتوية على مجموعة وظيفية مضادة للقاذورات على سطح الغشاء.
البروفيسور وانغ جيان من معهد تحلية المياه والاستخدام المتكامل لمياه البحر، البروفيسور ما تشونغ من جامعة شاندونغ للعلوم والتكنولوجيا، الدكتور تيان شينشيا من الأكاديمية الصينية للعلوم، مستوحى من خصائص الجسيمات النانوية HT وعوامل اقتران السيلان التي تحتوي على رباعي أملاح الأمونيوم. ، وأعضاء فريقهم معًا. لقد تم بذل الجهود لتطوير نوع جديد من غشاء التناضح العكسي مع أداء عالٍ ومستقر على المدى الطويل من خلال تحسين انتقائية النفاذية الأصلية ومكافحة القاذورات في نفس الوقت.
أدى عملهم إلى تحسين أداء أغشية التناضح العكسي TFC PA بشكل كبير وقدم نصائح فنية قيمة لمستقبل تحلية مياه البحر. ونشرت الدراسة في مجلة حدود العلوم والهندسة البيئية.
في هذه الدراسة، تم دمج الجسيمات النانوية Mg-Al-CO3 HT في طبقة PA عن طريق التشتت في محلول عضوي أثناء البلمرة البينية. يلعب إدراج HT دورًا مزدوجًا، حيث يعزز تدفق المياه ويعمل كموقع للتطعيم. أدى إدراج HT إلى زيادة تدفق المياه دون التضحية برفض الملح، والتعويض عن الخسائر الناجمة عن تفاعل التطعيم اللاحق. يعمل السطح المكشوف لـ HT كموقع تطعيم للعامل المضاد للحشف على ثنائي ميثيل أوكتاديسيل [3- (تريميثوكسيسيليل) بروبيل] كلوريد الأمونيوم (DMOT-PAC).
إن الجمع بين دمج HT وتطعيم DMOTPAC يمنح أغشية التناضح العكسي انتقائية نفاذية عالية وخصائص مضادة للقاذورات. كان تدفق الماء لـ PA-NT-0.06 يبلغ 49.8 لتر/م2 · ساعة، وهو أعلى بنسبة 16.4% من الغشاء الأصلي. وكانت درجة رفض الملح PA-HT-0.06 هي 99.1%، وهو ما يشبه درجة الغشاء الأصلي. فيما يتعلق بتلوث الليزوزيم سالب الشحنة، كان استرداد التدفق المائي للغشاء المعدل أعلى من الغشاء الأصلي (على سبيل المثال، 86.8% لـ PA-HT-0.06 مقابل 78.2% لـ PA-الأصلي). وكانت درجة النشاط المبيد للجراثيم لـ PA-HT-0.06 ضد الإشريكية القولونية والعصيات الرقيقة 97.3% و98.7% على التوالي.
هذه الدراسة هي الأولى التي أبلغت عن تكوين روابط تساهمية بين الجسيمات النانوية DMOTPAC وHT المضمنة في مصفوفات PA لإنتاج أغشية تناضح عكسي ذات انتقائية عالية النفاذية وخصائص مضادة للقاذورات. إن دمج الجسيمات النانوية المتكاملة والتطعيم الجماعي الوظيفي يمكّن من تطوير أغشية التناضح العكسي ذات انتقائية نفاذية عالية وخصائص مضادة للقاذورات.
مزيد من المعلومات: Xinxia Tian et al.، تحضير غشاء تناضح عكسي ذو انتقائية عالية وخصائص مضادة للقاذورات لتحلية مياه البحر، الحدود في العلوم والهندسة البيئية (2021). دوى: 10.1007/s11783-021-1497-0
إذا واجهت خطأً مطبعيًا أو عدم دقة أو كنت ترغب في تقديم طلب لتعديل محتوى هذه الصفحة، فيرجى استخدام هذا النموذج. للأسئلة العامة، يرجى استخدام نموذج الاتصال لدينا. للحصول على تعليقات عامة، يرجى استخدام قسم التعليقات العامة أدناه (يرجى تقديم التوصيات).
ملاحظاتك مهمة جدا بالنسبة لنا. ومع ذلك، نظرًا لحجم الرسائل، لا يمكننا ضمان الردود الفردية.
يتم استخدام عنوان بريدك الإلكتروني فقط للسماح للمستلمين بمعرفة من أرسل البريد الإلكتروني. لن يتم استخدام عنوانك أو عنوان المستلم لأي غرض آخر. ستظهر المعلومات التي أدخلتها في بريدك الإلكتروني ولن يتم تخزينها بواسطة Phys.org بأي شكل من الأشكال.
احصل على تحديثات أسبوعية و/أو يومية في بريدك الوارد. يمكنك إلغاء الاشتراك في أي وقت ولن نشارك بياناتك مع أطراف ثالثة أبدًا.
يستخدم موقع الويب هذا ملفات تعريف الارتباط لتسهيل التنقل وتحليل استخدامك لخدماتنا وجمع البيانات لتخصيص الإعلانات وتوفير المحتوى من أطراف ثالثة. باستخدام موقعنا، فإنك تقر بأنك قد قرأت وفهمت سياسة الخصوصية وشروط الاستخدام الخاصة بنا.