Výzkumný tým vedený profesorem Wanem Yinhuou z Ústavu procesního inženýrství Čínské akademie věd vyvinul nový typ membrány nanofiltrace odolné vůči kyselinám (NF) s vysokou propustností pro účinné čištění kyselých odpadních vod. Výzkum byl publikován v časopise Journal of Chemical Engineering 14. srpna.
NF je energeticky úsporná a ekologická technologie průmyslového čištění a separace odpadních vod. Vzhledem k hydrolýze amidových vazeb však většina komerčně dostupných polyamidových NF membrán vykazuje nízkou stabilitu v silných kyselých roztocích.
V této studii vědci připravili kyselinovzdornou NF membránu s charakteristikami laditelné separační vrstvy založenou na jednoduchém procesu vícestupňové mezifázové polymerace (IP) s asistencí aktivace povrchu.
V této strategii se nový levný vodný monomer (3-aminobenzensulfonamid, ABSA) používá k reakci s trimesoylchloridem (TMC) za účelem přípravy poly (amid-sulfonamid) (PASA) mezivrstvy a poté se provede povrchová aktivace. Nakonec je na střední vrstvě zkonstruována bezvadná vrchní vrstva PASA.
Stabilní sulfonamidová struktura ABSA' může zabránit přímému napadení kyselinou. Důležité je, že jak se zvyšuje počet naskládaných vrstev PASA, fólie vykazuje lepší kontinuitu a vyšší selektivitu, zejména proto, že vyšší obsah monomeru může urychlit proces IP a potlačit přebytek mezi reakcí ABSA a TMC.
Je zajímavé, že v důsledku hydrolýzy nově vytvořené vrstvy PASA během procesu povrchové aktivace vykazuje aktivovaná mezivrstva PASA zvýšenou povrchovou hydrofilitu, hladkost a elektronegativitu, což může podpořit následnou tvorbu IP reakce s vyšší propustností a separační vrstvou bez defektů sůl je odmítnuta.
Membrána, která těží ze silného účinku vylučování velikosti, vykazuje ideální rychlost retence barviva v kyselých podmínkách a přijatelnou účinnost odbarvování skutečné pryskyřice eluující odpadní vody. Kromě toho také vykazuje vynikající odolnost vůči kyselinám a také uspokojivý účinek proti znečištění a dlouhodobou stabilitu.
Tato práce poskytuje nízkonákladovou strategii pro zlepšení propustnosti a antifoulingové schopnosti NF membrán odolných vůči kyselinám. Očekává se, že bude použit při čištění kyselých odpadních vod v textilním a potravinářském průmyslu.