Separación de microfasas asistida por nanocristales de celulosa para la construcción de una membrana de electrospuño...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería ambiental
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• La separación eficiente de las emulsiones agua-aceite es fundamental para el tratamiento de las aguas residuales.
• Las membranas electrospuestas convencionales se enfrentan a desafíos como poca resistencia mecánica, poros grandes e inestabilidad.
• El desarrollo de membranas robustas y eficientes es esencial para la gestión sostenible del agua.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una membrana superhidrófoba jerárquica utilizando electrospinado coaxial para una separación de emulsión W/O eficaz.
• Investigar los efectos sinérgicos de los nanocristales de celulosa (CNC) y el polidimetilsiloxano (PDMS) en la estructura y el rendimiento de las membranas.
• Proporcionar una solución sostenible y mecánicamente estable para el tratamiento de aguas residuales.

Principales métodos:

• El electrospinado coaxial de un núcleo de fluoruro de polivinileno (PVDF) / CNC con una cubierta de PDMS.
• Utilizando la separación de fases no inducida por disolventes para crear estructuras de superficie jerárquicas.
• Caracterización de las propiedades de la membrana, incluido el ángulo de contacto del agua, el tamaño de los poros y el flujo.
• Evaluación de la eficiencia de separación y la reutilización de las emulsiones W/O.

Principales resultados:

• La membrana fabricada exhibió una superficie superhidrófoba jerárquica con estructuras similares a huso y nanosfera.
• La membrana alcanzó un alto ángulo de contacto con el agua de 158° y un tamaño promedio de los poros de 1,93 μm.
• Se mantuvo un alto flujo de 2890 L m−2 h−1 y una eficiencia de separación superior al 94% durante 20 ciclos.
• Los efectos sinérgicos de CNC y PDMS dieron como resultado mejores propiedades mecánicas y estabilidad estructural.

Conclusiones:

• La estrategia de electrospinado coaxial creó con éxito una membrana superhidrófoba jerárquica con capacidades superiores de separación de emulsiones W/O.
• El uso combinado de CNC y PDMS ofrece un enfoque sostenible para mejorar el rendimiento y la durabilidad de las membranas.
• Esta avanzada tecnología de membrana es muy prometedora para aplicaciones eficientes de tratamiento de aguas residuales.