Diagrama da membrana duplamente carregada fabricada por meio de engenharia de superfície química de catecol-amina. Crédito:CAO Yang
Um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Wan Yinhua do Instituto de Engenharia de Processos (IPE) da Academia Chinesa de Ciências desenvolveu um Membrana de nanofiltração frouxa duplamente carregada (NF) para separação corante / sal altamente eficiente. O estudo foi publicado no Journal of Membrane Science em 21 de março.
O NF é um método eficaz para o tratamento de efluentes têxteis. Contudo, a maioria das membranas NF disponíveis comercialmente exibem baixa seletividade na separação corante / sal devido à sua carga negativa, camada densa de separação.
Os pesquisadores prepararam uma membrana NF com uma camada de separação frouxa e duplamente carregada com base em uma estratégia simples de engenharia de superfície química de catecol-amina.
Na estratégia, polietilenoimina (PEI) foi revestida em um substrato de poliacrilonitrila hidrolisada para construir uma camada intermediária carregada positivamente, seguido pela co-deposição de ácido tânico (TA) e ácido poli-γ-glutâmico (γ-PGA) para projetar uma camada superior carregada negativamente.
A estrutura da camada de separação solta foi atribuída à reação competitiva induzida por polifenóis, o que significa as interações covalentes, ligação de hidrogênio e adsorção eletrostática entre TA, O γ-PGA e o PEI dificultaram a autopolimerização rápida e não uniforme do TA.
A pré-reação entre TA e γ-PGA poderia enfraquecer ainda mais essas reações competitivas, ajustando o tamanho dos poros e a propriedade de carregamento, e, assim, melhorando o desempenho de separação.
Devido à sinergia entre a exclusão de tamanho e a interação eletrostática da camada de separação de carga dupla solta, a membrana preparada exibiu excelente permeabilidade à água (36,9 Lm-2h-1bar-1) com baixa rejeição de sal (11,1% para Na 2 TÃO 4 ) e alta rejeição a corantes carregados positivamente e negativamente.
Além disso, esta membrana duplamente carregada também mostrou excelente resistência a ácidos, bem como desempenho anti-incrustante satisfatório e estabilidade de longo prazo.
"Este trabalho fornece uma nova dimensão para a abordagem ambientalmente correta para a preparação de membranas de separação altamente seletivas, e esta estratégia de revestimento versátil pode ser empregada para fabricar / modificar as membranas com propriedades controláveis para várias aplicações de separação, "disse o Prof. Luo Jianquan do IPE.
