Uma nova estratégia de pós-modificação foi proposta por um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Wan Yinhua do Instituto de Engenharia de Processos (IPE) da Academia Chinesa de Ciências, com o objetivo de alcançar alta seletividade de separação e forte resistência à incrustação de membranas de nanofiltração (NF). . A estratégia envolve o rearranjo do inchaço da poliamida induzido por líquido iônico (IL), que facilita o enxerto profundo de polieletrólito. O estudo foi publicado no AIChE Journal .



NF é um processo promissor de separação de baixa energia para purificação de água e recuperação de recursos. No entanto, a incrustação da membrana, que se refere ao acúmulo de substâncias na superfície e nos poros da membrana, continua sendo um problema persistente durante as aplicações práticas. Pode causar aumento da resistência transmembrana, diminuição do fluxo de permeado e alterações na seletividade de separação, levando a uma deterioração na qualidade da água produzida.

O pós-enxerto tem sido comumente usado para modificar membranas NF e reduzir a tendência de incrustação, ajustando sua hidrofilicidade e propriedades carregadas. No entanto, o enxerto de superfície resulta frequentemente num estreitamento ou bloqueio significativo dos poros, levando a uma perda de permeabilidade. Além disso, as superfícies monocarregadas lutam para resistir a incrustações mistas com cargas diferentes.

“Em nossa estratégia, usamos um líquido iônico (IL)-etanol (EtOH) para induzir o enxerto profundo de polietilenoimina (PEI) e reorganizar a camada de poliamida, melhorando as propriedades de superfície e abertura da membrana NF”, explicou o Prof. .

O sistema proposto utilizou a forte afinidade do IL com a camada de poliamida e o impedimento estérico de baixa difusão do EtOH para induzir o inchaço da poliamida e obter enxerto profundo de PEI. Isto também permitiu o preenchimento direcionado de poros maiores, resultando em uma distribuição mais estreita do tamanho dos poros. O enxerto profundo de grupos amino tornou a camada de poliamida altamente hidrofílica e quase neutra em termos de carga, mantendo assim uma excelente capacidade anti-incrustante contra macromoléculas hidrofóbicas e moléculas carregadas mistas.

Além disso, a membrana NF demonstrou notável estabilidade anti-incrustante e seletividade de separação a longo prazo quando testada com águas residuais de coque e melaço, respectivamente. Seu desempenho foi comparável ao NF270.

"Este estudo destaca a possibilidade de usar enxerto profundo de polieletrólitos induzido por IL para melhorar o desempenho anti-incrustante das membranas NF", disse o Prof. Luo Jianquan, autor correspondente do estudo. "Isso ressalta a importância das propriedades do solvente no comportamento do enxerto e fornece uma plataforma versátil para a fabricação de membranas NF avançadas para tratamento de águas residuais e recuperação de recursos."

Mais informações: Lulu Liu et al, Enxerto profundo de polieletrólito induzido por líquido iônico para reformar a camada de poliamida para membrana de nanofiltração antiincrustante, AIChE Journal (2023). DOI:10.1002/aic.18204
Fornecido pela Academia Chinesa de Ciências