Ein neuer Typ einer säurebeständigen Nanofiltrationsmembran (NF) mit hoher Permeabilität für die effiziente Behandlung von saurem Abwasser

Ein Forschungsteam um Professor Wan Yinhua vom Institut für Verfahrenstechnik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat eine neuartige säurebeständige Nanofiltrationsmembran (NF) mit hoher Permeabilität für die effiziente Behandlung von saurem Abwasser entwickelt. Die Forschung wurde am 14. August im Journal of Chemical Engineering veröffentlicht.

NF ist eine energiesparende und umweltfreundliche industrielle Abwasserbehandlungs- und Trenntechnologie. Aufgrund der Hydrolyse von Amidbindungen weisen die meisten kommerziell erhältlichen Polyamid-NF-Membranen jedoch eine geringe Stabilität in stark sauren Lösungen auf.

In dieser Studie stellten die Forscher eine säurebeständige NF-Membran mit einstellbaren Trennschichteigenschaften basierend auf einem einfachen, durch Oberflächenaktivierung unterstützten, mehrstufigen Grenzflächenpolymerisationsprozess (IP) her.

Bei dieser Strategie wird ein neues kostengünstiges wässriges Monomer (3-Aminobenzolsulfonamid, ABSA) verwendet, um mit Trimesoylchlorid (TMC) zu reagieren, um eine Poly(amid-sulfonamid) (PASA)-Zwischenschicht herzustellen, und dann wird eine Oberflächenaktivierung durchgeführt. Abschließend wird auf der Mittelschicht eine fehlerfreie PASA-Deckschicht aufgebaut.

ABSA's stabile Sulfonamidstruktur kann einen direkten Säureangriff verhindern. Wichtig ist, dass der Film mit zunehmender Anzahl gestapelter PASA-Schichten eine bessere Kontinuität und höhere Selektivität aufweist, hauptsächlich weil ein höherer Monomergehalt den IP-Prozess beschleunigen und den Überschuss zwischen ABSA- und TMC-Reaktion unterdrücken kann.

Interessanterweise weist die aktivierte PASA-Zwischenschicht aufgrund der Hydrolyse der neu gebildeten PASA-Schicht während des Oberflächenaktivierungsprozesses eine erhöhte Oberflächenhydrophilie, Glätte und Elektronegativität auf, was die nachfolgende IP-Reaktionsbildung mit höherer Permeabilität und Die defektfreie Trennschicht von Salz wird abgelehnt.

Dank des starken Größenausschlusseffekts zeigt die Membran eine ideale Farbstoffrückhalterate unter sauren Bedingungen und eine akzeptable Entfärbungseffizienz von echtem Harz eluierendem Abwasser. Darüber hinaus zeigt es auch eine ausgezeichnete Säurebeständigkeit sowie eine zufriedenstellende Antifouling-Leistung und Langzeitstabilität.

Diese Arbeit liefert eine kostengünstige Strategie zur Verbesserung der Permeabilität und Antifouling-Fähigkeit von säurebeständigen NF-Membranen. Es soll bei der Behandlung von saurem Abwasser in der Textil- und Lebensmittelindustrie eingesetzt werden.