ახალი ტექნოლოგია საპირისპირო ოსმოსის მემბრანების მაღალი სელექციურობისა და დაბინძურების საწინააღმდეგოდ გასაუმჯობესებლად.

საპირისპირო ოსმოსის (RO) ტექნოლოგიამ დიდი ყურადღება მიიპყრო მლაშე და ზღვის წყლის გაუვალობისთვის მისი ფართო გამოყენების გამო. თხელი ფირის კომპოზიტური (TFC) პოლიამიდური (PA) უკუ ოსმოსის მემბრანები, რომლებიც შედგება მკვრივი გამომყოფი ფენისგან და ფოროვანი დამხმარე ფენისგან, იყო წამყვანი პროდუქტები ამ სფეროში. თუმცა, PA RO მემბრანების დაბალი გამტარიანობა და TFC საპირისპირო ოსმოსის მემბრანების დაბინძურება ზღუდავს PA RO TFC მემბრანების ფართო გამოყენებას. googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2'); });
ნანოკომპოზიტური მემბრანების სინთეზი დადასტურდა, რომ შესანიშნავი მეთოდია პოლიმერული და არაორგანული ნანომასალების უპირატესობების გაერთიანებისთვის. საპირისპირო ოსმოსის მემბრანების ბუნებრივი მახასიათებლები შეიძლება გაუმჯობესდეს შემადგენლობისა და სტრუქტურის კარგად დარეგულირებით. მაგალითად, ჰიდროტალციტი (HT) დაიშალა წყალხსნარში და შეიტანეს PA მატრიცაში ინტერფეისური პოლიმერიზაციის ეტაპზე წყლის ტრანსპორტირების არხების შესაქმნელად.
შედეგად მიღებული მემბრანები აჩვენებენ მაღალი გამტარიანობის სელექციურობას და გაზრდილი წყლის ნაკადს მარილის წინააღმდეგობის შემცირების გარეშე. გარდა ამისა, მემბრანის მოდიფიკაცია, მათ შორის ნანონაწილაკების ინკორპორაცია, ზედაპირის დაფარვა და გადანერგვა, ნაჩვენებია, რომ ეფექტური მიდგომაა ბიობინძურების თავიდან ასაცილებლად. მათ შორის, დაბინძურების საწინააღმდეგო აგენტების გადანერგვა PA მატრიცაში ჩაშენებულ ნანონაწილაკებზე არის შესანიშნავი სტრატეგია დაბინძურების საწინააღმდეგო თვისებების მისაცემად უკუ ოსმოსის მემბრანებისთვის PA მატრიქსის დაზიანების გარეშე.
HT ნანონაწილაკები მდიდარია ჰიდროქსილის ჯგუფებით, რომლებსაც შეუძლიათ რეაქცია მოახდინონ სილანის დამაკავშირებელი აგენტების სილოქსიურ ჯგუფებთან, რათა მიაღწიონ დაბინძურების საწინააღმდეგო გადანერგვას. ამიტომ, ახალი TFC საპირისპირო ოსმოსის მემბრანა მაღალი სელექციურობითა და დაბინძურების საწინააღმდეგო თვისებებით შეიძლება მიღებულ იქნეს HT ნანონაწილაკების, როგორც დოპანტების გამოყენებით PA ფენაში და დაბინძურების საწინააღმდეგო ფუნქციური ჯგუფის შემცველი სილანის დამაკავშირებელი აგენტების მემბრანის ზედაპირზე გადანერგვით.
პროფესორი Wang Jian Desalination და ინტეგრირებული ზღვის წყლის გამოყენების ინსტიტუტიდან, პროფესორი Ma Zhong Shandong მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტიდან, Dr. Tian Xinxia ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიიდან, შთაგონებული HT ნანონაწილაკების მახასიათებლებით და სილანის დამაკავშირებელი აგენტებით, რომლებიც შეიცავს მეოთხეულს. ამონიუმის მარილები. და მათი გუნდის წევრები ერთად. მცდელობები გაკეთდა ახალი ტიპის საპირისპირო ოსმოსის მემბრანის შემუშავებაზე გრძელვადიანი სტაბილური მაღალი ეფექტურობით ორიგინალური გამტარიანობის შერჩევითობისა და დაბინძურების საწინააღმდეგო გაუმჯობესებით.
მათმა მუშაობამ საგრძნობლად გააუმჯობესა TFC PA საპირისპირო ოსმოსის მემბრანების მოქმედება და მოგვცა ღირებული ტექნიკური რჩევები მომავალი ზღვის წყლის გაუვალობისთვის. კვლევა გამოქვეყნდა ჟურნალში Frontiers of Environmental Science & Engineering.
ამ კვლევაში, Mg-Al-CO3 HT ნანონაწილაკები ჩართული იყო PA ფენაში ორგანულ ხსნარში დისპერსიით ინტერფეისული პოლიმერიზაციის დროს. HT-ის ჩართვა ორმაგ როლს ასრულებს, აძლიერებს წყლის ნაკადს და ემსახურება როგორც გადანერგვის ადგილს. HT-ის ჩართვამ გაზარდა წყლის ნაკადი მარილის უარყოფის შეწირვის გარეშე, რაც ანაზღაურებს ზარალს, რომელიც გამოწვეულია მყნობის შემდგომი რეაქციით. HT-ის ღია ზედაპირი ემსახურება დაბინძურების ადგილად დიმეთილოქტადეცილ[3-(ტრიმეთოქსიცილილ)პროპილ]ამონიუმის ქლორიდს (DMOT-PAC).
HT ინკორპორაციისა და DMOTPAC გადანერგვის კომბინაცია ანიჭებს უკუ ოსმოსის მემბრანებს მაღალი გამტარიანობის სელექციურობით და დაბინძურების საწინააღმდეგო თვისებებით. PA-NT-0.06-ის წყლის ნაკადი იყო 49.8 ლ/მ2·სთ, რაც 16.4%-ით აღემატება თავდაპირველ მემბრანას. PA-HT-0.06 მარილის უარყოფის ხარისხი იყო 99.1%, რაც შედარებულია თავდაპირველ მემბრანასთან. უარყოფითად დამუხტული ლიზოზიმით დაბინძურებასთან დაკავშირებით, მოდიფიცირებული მემბრანის წყლის ნაკადის აღდგენა უფრო მაღალი იყო, ვიდრე თავდაპირველი მემბრანის (მაგ., 86.8% PA-HT-0.06 წინააღმდეგ 78.2% PA- ორიგინალისთვის). PA-HT-0.06-ის ბაქტერიციდული აქტივობის ხარისხი Escherichia coli-სა და Bacillus subtilis-ის მიმართ იყო 97.3% და 98.7%, შესაბამისად.
ეს კვლევა პირველია, სადაც აღწერილია კოვალენტური ბმების წარმოქმნა DMOTPAC და HT ნანონაწილაკებს შორის, რომლებიც ჩაშენებულია PA მატრიცებში, რათა წარმოქმნან საპირისპირო ოსმოსის მემბრანები მაღალი გამტარიანობის სელექციურობით და დაბინძურების საწინააღმდეგო თვისებებით. ინტეგრირებული ნანონაწილაკების და ფუნქციური ჯგუფის მყნობა საშუალებას იძლევა შექმნას საპირისპირო ოსმოსის მემბრანები მაღალი გამტარიანობის სელექციურობით და დაბინძურების საწინააღმდეგო თვისებებით.
დამატებითი ინფორმაცია: Xinxia Tian et al., საპირისპირო ოსმოსის მემბრანის მომზადება, მაღალი სელექციურობითა და დაბინძურების საწინააღმდეგო თვისებებით ზღვის წყლის გაუვალობისთვის, Frontiers in Environmental Science and Engineering (2021). DOI: 10.1007/s11783-021-1497-0
თუ შეგხვდებათ ბეჭდვითი შეცდომა, უზუსტობა ან გსურთ ამ გვერდის შინაარსის რედაქტირების მოთხოვნა, გთხოვთ, გამოიყენოთ ეს ფორმა. ზოგადი კითხვებისთვის, გთხოვთ, გამოიყენოთ ჩვენი საკონტაქტო ფორმა. ზოგადი გამოხმაურებისთვის, გთხოვთ, გამოიყენოთ საჯარო კომენტარების განყოფილება ქვემოთ (რეკომენდაციები გთხოვთ).
თქვენი გამოხმაურება ჩვენთვის ძალიან მნიშვნელოვანია. თუმცა, შეტყობინებების მოცულობის გამო, ჩვენ არ შეგვიძლია ინდივიდუალური პასუხების გარანტია.
თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოიყენება მხოლოდ იმისთვის, რომ მიმღებებმა იცოდნენ, ვინ გამოაგზავნა ელფოსტა. არც თქვენი მისამართი და არც მიმღების მისამართი არ იქნება გამოყენებული სხვა მიზნით. თქვენ მიერ შეყვანილი ინფორმაცია გამოჩნდება თქვენს ელფოსტაში და არ შეინახება Phys.org-ის მიერ რაიმე ფორმით.
მიიღეთ ყოველკვირეული და/ან ყოველდღიური განახლებები თქვენს შემოსულებში. თქვენ შეგიძლიათ გააუქმოთ გამოწერა ნებისმიერ დროს და ჩვენ არასოდეს გავუზიარებთ თქვენს მონაცემებს მესამე პირებს.
ეს ვებსაიტი იყენებს ქუქი-ფაილებს ნავიგაციის გასაადვილებლად, თქვენი სერვისების გამოყენების გასაანალიზებლად, რეკლამის პერსონალიზებისთვის მონაცემების შეგროვებისა და მესამე მხარის კონტენტის უზრუნველსაყოფად. ჩვენი ვებგვერდის გამოყენებით, თქვენ აცნობიერებთ, რომ წაიკითხეთ და გაიგეთ ჩვენი კონფიდენციალურობის პოლიტიკა და გამოყენების წესები.