Um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Wan Yinhua do Instituto de Engenharia de Processos (IPE) da Academia Chinesa de Ciências desenvolveu uma nova membrana de nanofiltração resistente a ácido (NF) altamente permeável para tratamento eficiente de águas residuais ácidas.

O estudo foi publicado em Chemical Engineering Journal em 14 de agosto.

NF é uma tecnologia de separação que economiza energia e respeita o meio ambiente para o tratamento de águas residuais industriais. Contudo, a maioria das membranas de poliamida NF disponíveis comercialmente exibem baixa estabilidade em soluções fortemente ácidas devido à hidrólise da ligação amida.

Neste estudo, os pesquisadores prepararam uma membrana NF resistente a ácido com propriedades de camada de separação ajustável com base em uma superfície simples assistida por ativação, processo de polimerização interfacial (IP) em várias etapas.

Na estratégia, um novo monômero aquoso de baixo custo (3-aminobenzenossulfonamida, ABSA) foi usado para reagir com cloreto de trimesoil (TMC) para preparar uma camada intermediária de poli (amida-sulfonamida) (PASA), seguido pela ativação de superfície, e, finalmente, uma camada superior de PASA sem defeitos foi construída na camada intermediária.

A estrutura estável de sulfonamida do ABSA pode prevenir o ataque direto do ácido. Mais importante, com o aumento de camadas PASA empilhadas, a membrana mostrou melhor continuidade e maior seletividade, principalmente porque a maior quantidade de monômeros poderia acelerar o processo de IP e inibir a reação excessiva entre ABSA e TMC.

Interessantemente, devido à hidrólise da camada nascente de PASA durante o processo de ativação de superfície, a camada intermediária PASA ativada mostrou hidrofilia de superfície aumentada, suavidade e eletronegatividade, o que poderia promover as reações IP subsequentes para formar uma camada de separação sem defeitos com maior permeabilidade e rejeições de sal.

Beneficiando-se do forte efeito de exclusão de tamanho, a membrana exibiu rejeição de corante desejável sob condições ácidas, bem como eficiência de descoloração aceitável da água residual de eluição de resina real. Além disso, também mostrou excelente resistência a ácidos, bem como desempenho anti-incrustante satisfatório e estabilidade de longo prazo.

"Este trabalho fornece uma estratégia de baixo custo para aumentar a permeabilidade e capacidade anti-incrustação da membrana NF resistente a ácido. É promissor para ser aplicado no tratamento de águas residuais ácidas em indústrias têxteis e de processamento de alimentos, "disse o Prof. Luo Jianquan do IPE, o autor correspondente do estudo.