Atık Su Arıtımı için Yeni Aside Dayanıklı Membranlar Geliştirildi
Fotoğraf: Aside dayanıklı nanofiltrasyon membranının hazırlanmasının şematik mekanizması ve üstün ayırma performansı.
Çin Bilimler Akademisi Proses Mühendisliği Enstitüsü’nden (IPE) Prof. Wan Yinhua liderliğindeki bir araştırma grubu, asidik atık su arıtımı için yeni, yüksek oranda geçirgen aside dayanıklı nanofiltrasyon (NF) membranı geliştirdi.
Çalışma 14 Ağustos’ta Chemical Engineering Journal’da yayınlandı.
NF, endüstriyel atık suların arıtılması için enerji tasarrufu sağlayan ve çevre dostu bir ayırma teknolojisi özelliğine sahiptir. Bununla birlikte, ticari olarak temin edilebilen poliamid NF membranlarının çoğu, amid bağlantısının hidrolizi nedeniyle kuvvetli asit çözeltilerinde düşük stabilite sergilemektedir.
Bu çalışmada, araştırmacılar basit bir yüzey aktivasyon destekli, çok adımlı arayüzey polimerizasyon (IP) işlemine dayalı olarak ayarlanabilir ayırma katmanı özelliklerine sahip aside dayanıklı bir NF membranı hazırladılar.
Stratejide, bir poli(amid-sülfonamid) (PASA) ara katmanı hazırlamak için trimesoil klorür (TMC) ile reaksiyona girmek için yeni ve düşük maliyetli bir sulu monomer (3-aminobenzensülfonamid, ABSA) kullanıldı. Ardından yüzey aktivasyonu ve son olarak ara katman üzerinde hatasız bir PASA üst katmanı oluşturdular.
ABSA’nın kararlı sülfonamid yapısı, asidin doğrudan tahrişini önleyebilmektedir. Önemli olarak, istiflenmiş PASA katmanlarının artmasıyla, membran daha iyi süreklilik ve daha yüksek seçicilik göstermektedir, çünkü esas olarak daha yüksek miktarda monomer IP sürecini hızlandırabilir ve ABSA ile TMC arasındaki aşırı reaksiyonu önleyebilmektedir.
İlginç bir şekilde, yüzey aktivasyon işlemi sırasında ortaya çıkan PASA tabakasının hidrolizi nedeniyle, aktive edilmiş PASA ara tabakası, daha yüksek geçirgenlik ve tuz ile hatasız bir ayırma tabakası oluşturmak için IP reaksiyonlarını teşvik edebilen artan yüzey hidrofilikliği, pürüzsüzlüğü ve elektronegatifliği gösterdi.
Güçlü boyut dışlama etkisinden yararlanan membran, asidik koşullar altında arzu edilen boya reddini ve ayrıca gerçek reçine elüsyon atık suyunun kabul edilebilir renk giderme etkinliğini sergiledi. Ayrıca, mükemmel asit direncinin yanı sıra tatmin edici bir çürüme önleyici performans ve uzun vadeli stabilite gösterdi.
Çalışmanın ilgili yazarı IPE’den Prof. Luo Jianquan, “Bu çalışma, aside dirençli NF membranın geçirgenliğini ve kirlenme önleyici özelliğini artırmak için düşük maliyetli bir strateji sağlıyor. Tekstil ve gıda işleme endüstrilerinde asidik atık su arıtımında uygulanmak umut verici.” dedi.
Kaynak: phys.org
