Como muitos químicos sabem, o processo de destilação por membrana (MD) ganhou crescente popularidade e atenção para o tratamento com solução salina, especialmente por causa de sua rejeição de sal extremamente alta (o valor teórico de até 100%). Em MD, a membrana hidrofóbica serve como um núcleo e parte significativa da realização da separação de duas fases. No entanto, o fenômeno de umectação da membrana existente sempre restringe a operação estável a longo prazo e a eficiência de separação.
Zhaoliang Cui, professor da Faculdade de Engenharia Química da Universidade de Tecnologia de Nanjing, e colegas encontraram uma solução promissora para resolver esse problema, preparando uma membrana de copolímero hidrofóbica de poli(fluoreto de vinlideno-co-hexafluoro propileno) (PVDF-HFP) para melhorar a superfície hidrofobicidade. O estudo foi publicado online em Frontiers of Chemical Science and Engineering em 28 de março de 2022.

Neste estudo, um material polimérico hidrofóbico fluorado, PVDF-HFP, foi escolhido como material de membrana para preparar membrana porosa para aplicação de destilação de membrana. O método de separação de fases termicamente induzida (TIPS) foi empregado para preparar a membrana, que é um método de fabricação comum. A fim de diminuir os danos da volatilização do solvente usado em alta temperatura durante o processo TIPS, foi utilizado o diluente acetil tributil citrato (ATBC) verde e ecologicamente correto.

De acordo com o diagrama de fases do sistema PVDF-HFP/ATBC, houve uma ampla região de fase líquido-líquido entre a faixa de concentrações de polímero preparado (25-40% em peso), indicando que ocorre uma separação de fase líquido-líquido. Como resultado, uma estrutura bi-contínua final pode ser obtida. A conectividade dos poros, a permeabilidade e as propriedades mecânicas de tal estrutura irão beneficiar a transferência de massa durante o processo de separação. O ângulo de contato da superfície, porosidade, resistência à tração e alongamento nas rupturas das membranas preparadas neste estudo foram de até 123,87 ^o , 60,43%, 5,89 MPa e 396,85%, respectivamente.

Em seguida, as membranas de PVDF-HFP preparadas foram aplicadas no processo de destilação de membrana tratando 3,5% em peso de solução salina de NaCl. Primeiramente, o desempenho da dessalinização da base foi testado em diferentes temperaturas de alimentação, o que mostrou que o fluxo permeado permaneceu proporcional à temperatura de alimentação. Isso é consistente com o conhecimento comum. Além disso, por um período de teste mais longo, a membrana preparada teve um fluxo de destilação de membrana estável e não foi molhada (a condutividade permeada foi sempre em torno de 2–3 mS·cm ⁻¹ ). Estes são todos resultados emocionantes e satisfatórios.

Cui e sua equipe continuarão seus estudos sobre a preparação de membranas hidrofóbicas ou superhidrofóbicas para aplicações de destilação de membrana. Eles esperam preparar membranas hidrofóbicas funcionais suficientes para atingir o objetivo final de descarga líquida zero de solução salina desperdiçada para poder reciclar as matérias-primas industriais e os recursos hídricos. + Explorar mais

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