Membranas de metal orgánico altamente permeables al agua MOF-303 para la desalinización

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química
• Ciencias del medio ambiente

Sus antecedentes:

• Los materiales de membrana avanzados son cruciales para el tratamiento y la purificación eficientes del agua.
• Las estructuras metal-orgánicas (MOF) presentan diversas propiedades químicas y topológicas, lo que las hace prometedoras para aplicaciones de membrana.
• Las membranas existentes a menudo se enfrentan a limitaciones en el equilibrio de la permeabilidad al agua y el rechazo de iones.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y evaluar las membranas continuas de aluminio MOF-303 para el ablandamiento del agua.
• Investigar el rechazo de iones y el rendimiento de permeabilidad al agua de las membranas MOF-303.
• Evaluar la estabilidad y la rentabilidad de las membranas MOF-303 para aplicaciones prácticas.

Principales métodos:

• Fabricación de membranas continuas de aluminio MOF-303 en sustratos α-Al2O3 mediante síntesis hidrotermal in situ.
• Caracterización del rendimiento de la membrana, incluido el rechazo de iones divalentes (MgCl2, Na2SO4) y la permeabilidad al agua.
• Evaluación de la estabilidad de la membrana y de los costes de producción.

Principales resultados:

• Las membranas MOF-303 lograron altas tasas de rechazo de iones divalentes (93,5% MgCl2, 96,0% Na2SO4) a través del tamizado de tamaño y la repulsión electrostática.
• Se registró una permeabilidad al agua sin precedentes de 3,0 L·m−2·h−1·bar−1·μm, superando las membranas convencionales.
• Las membranas demostraron una buena estabilidad y un potencial de producción a bajo coste.

Conclusiones:

• Las membranas de aluminio MOF-303 presentan un excelente rendimiento para el ablandamiento del agua, caracterizadas por una alta selectividad y permeabilidad de iones.
• El rendimiento obtenido es muy superior al de las membranas de MOF de circonio, de la zeolita y de las membranas poliméricas comerciales.
• MOF-303 es un fuerte candidato para la tecnología de membrana de próxima generación en el tratamiento del agua.