Una solución prometedora para mejorar la hidrofobicidad superficial de las membranas hidrofóbicas

Como muchos químicos saben, el proceso de destilación por membrana (MD) ha ganado popularidad y atención para el procesamiento de sal, especialmente debido a su rechazo de sal extremadamente alto (el valor teórico llega hasta el 100%). En MD, la membrana hidrofóbica sirve como núcleo y una parte importante para lograr la separación de dos fases. Sin embargo, el fenómeno de humectación de la membrana existente aún limita la operación estable a largo plazo y la eficiencia de separación.

Zhaoliang Cui, profesor de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Tecnológica de Nanjing, y sus colegas han encontrado una solución prometedora para resolver este problema al preparar una membrana de copolímero hidrofóbico poli(fluoruro de vinlideno-co-hexafluoropropileno) (PVDF-HFP) para mejorar hidrofobicidad superficial. Su estudio fue publicado en línea en Fronteras de la ciencia y la ingeniería química el 28 de marzo de 2022.

En este estudio, un hidrófobo fluorado material de polimeroPVDF-HFP, fue elegido como el material de la membrana para preparar la membrana porosa para destilación por membrana solicitud. inducción térmica fase Se utilizó el método de separación (TIPS) para preparar la membrana, que es un método de fabricación común. Para reducir el daño causado por la volatilización del solvente utilizado a alta temperatura durante el proceso TIPS, se utilizó el citrato de tributilo de acetilo (ATBC), un diluyente ecológico y ecológico.

Según el diagrama de fase del sistema PVDF-HFP/ATBC, había una gran región de fase líquido-líquido entre el rango de concentración de los polímeros preparados (25-40% en peso), lo que indica que se produce una separación de fase líquido-líquido. Como resultado, se puede obtener una estructura bicontinua final. La conectividad de los poros, la permeabilidad y las propiedades mecánicas de dicha estructura beneficiarán al transferencia de masa durante el proceso de separación. El ángulo de contacto de la superficie, la porosidad, resistencia a la tracción y el alargamiento a la ruptura de las membranas preparadas en este estudio fue de hasta 123,87^Oh60,43%, 5,89 MPa y 396,85%, respectivamente.

Luego, las membranas de PVDF-HFP preparadas se aplicaron en el proceso de destilación por membrana tratando una solución salina de NaCl al 3,5% en peso. En primer lugar, se probó el rendimiento básico de la desalinización a diferentes temperaturas de alimentación, lo que mostró que el flujo de permeado se mantuvo proporcional a la temperatura de alimentación. Esto está de acuerdo con el conocimiento común. Además, durante un período de prueba más largo, la membrana preparada tenía un flujo de destilación de membrana estable y no se humedecía (la conductividad permeada todavía era de aproximadamente 2 a 3 mS cm⁻¹). Todos estos son resultados emocionantes y satisfactorios.

Cui y su equipo continuarán su estudio sobre la preparación de membranas hidrofóbicas o superhidrofóbicas para aplicaciones de destilación por membrana. Esperan preparar suficientes membranas hidrofóbicas funcionales para lograr el objetivo final de descarga de líquido cero de solución salina desperdiciada para que puedan reciclar las materias primas industriales y los recursos hídricos.

Proporcionado por Higher Education Press