Barreras de energía de transporte selectivo en membranas de poliamida asistidas por quitina para el tamizado...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las membranas de nanofiltración (NF) son vitales para la desalinización, pero enfrentan desafíos para equilibrar la permeabilidad y el rechazo.
• La compensación de permselectividad en las membranas de NF de poliamida (PA) limita su eficiencia para abordar la escasez mundial de agua.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar barreras avanzadas de transporte de iones para las membranas PA NF.
• Mejorar el rendimiento de las membranas NF más allá de las limitaciones actuales mediante la modulación de la arquitectura de los poros y la carga superficial.

Principales métodos:

• Se construyó una membrana de PA NF asistida por quitina utilizando nanofibras de quitina carboxiladas (CO-ChNF) como capa intermedia.
• Incorpora CO-ChNF derivados de la biomasa para controlar la polimerización interfacial y mejorar las propiedades de la membrana.
• Investigó los mecanismos de tamizado de iones mediante el análisis de la deshidratación de iones y las energías de repulsión electrostática.

Principales resultados:

• Las membranas de CO-ChNF/PA diseñadas exhibieron una distribución más nítida del tamaño de los poros y una mayor densidad de carga.
• Se obtiene una permeabilidad de 31,4 L m−2 h−1 bar−1 y una alta selectividad Cl−/SO42− de 91,3.
• Superó a la mayoría de las membranas NF comerciales y reportadas en la separación de Cl−/SO42−.

Conclusiones:

• La polimerización interfacial asistida por quitina ofrece un enfoque innovador para mejorar el rendimiento de la membrana NF.
• La membrana desarrollada proporciona un método eficiente para el tamizado de cloruro/sulfato, contribuyendo a mejorar las tecnologías de tratamiento del agua.