Diagrama de modificação de revestimento direcionado na membrana GO (imagem de LI Sushuang)
Nanofiltração (NF) é uma tecnologia avançada para o tratamento de águas residuais contendo micropoluentes orgânicos (OMPs).
Recentemente, um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Wan Yinhua do Instituto de Engenharia de Processos (IPE) da Academia Chinesa de Ciências desenvolveu uma membrana de nanofiltração de óxido de grafeno estável com tamanho de poro uniforme para remover OMPs.
O estudo foi publicado no Chemical Engineering Journal em 20 de janeiro.
Ele propõe a combinação de estratégia de amplificação de sinal e química de defeitos para reduzir a distribuição do tamanho dos poros da membrana, oferecendo assim um método promissor para a preparação de membranas NF altamente seletivas.
O óxido de grafeno (GO) apresenta grande potencial em peneiramento molecular para uso em NF. As membranas GO são geralmente preparadas empilhando nanofolhas GO em uma camada de suporte porosa. Contudo, o uso de membranas GO é limitado devido à sua baixa estabilidade em ambientes aquosos.
Além disso, grandes defeitos resultantes da deposição não uniforme de nanofolhas GO podem fazer com que as membranas tenham baixa capacidade de retenção e também podem causar sérios entupimentos na membrana.
Em seu estudo, os pesquisadores propuseram uma estratégia de modificação direcionada para aumentar simultaneamente a capacidade anti-incrustação das membranas GO e regular seus nanocanais.
Íons férricos (Fe 3 + ) são primeiro adicionados à solução GO para preparar uma membrana GO estável (GO-Fe). "O Fe adicionado 3 + pode amplificar o sinal dos defeitos na membrana GO-Fe, onde defeitos transversais maiores se formam devido à interação repulsiva entre as nanofolhas GO adjacentes, "disse o Prof. Luo Jianquan do IPE.
A superfície da membrana GO-Fe é subsequentemente modificada por uma camada de revestimento direcionada que consiste em ácido tânico-aminopropiltrietoxissilano (TA-APTES), e os defeitos de membrana maiores com mais Fe 3 + são então remendados pelo revestimento TA-APTES mais espesso. Tal revestimento TA-APTES "pontilhado" pode simultaneamente melhorar a capacidade anti-incrustação e estreitar a distribuição do tamanho dos poros do Fe 3 + - membrana GO mediada.
"Em comparação com as membranas de poliamida NF disponíveis comercialmente, nossa membrana GO com revestimento direcionado mostra rejeições mais altas e mais estáveis em vários OMPs, mesmo em operação de longo prazo, filtração de fluxo cruzado ou sob alta pressão, "disse o Prof. Luo.
