Adaptación de membranas de ultrafiltración de polifenileno isoftalamida de alto rendimiento utilizando ésteres de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales e ingeniería
• Química de los polímeros
• Ingeniería ambiental

Sus antecedentes:

• El desarrollo de membranas de ultrafiltración de alto rendimiento es crucial para la purificación del agua.
• Las membranas poliméricas convencionales a menudo dependen de aditivos petroquímicos, lo que genera preocupaciones ambientales.
• El polifenileno isoftalamida (PMIA) es un material prometedor para la fabricación de membranas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar membranas de ultrafiltración PMIA de alto rendimiento utilizando ésteres de azúcar (SE-15) como aditivo ecológico.
• Investigar la influencia del SE-15 en la microestructura de la membrana, las propiedades de la superficie y la selectividad permanente.
• Explorar el potencial del SE-15 como una alternativa sostenible a los aditivos petroquímicos en la ingeniería de membranas.

Principales métodos:

• Integración sinérgica de las técnicas de separación de fase no inducida por disolventes (NIPS) y de segregación superficial.
• Ésteres de azúcares utilizados (SE-15) como aditivo en la solución de fundición de PMIA.
• Se empleó una caracterización completa, incluida la microscopía de rayos X a nanoescala (Nano-CT) y las simulaciones de dinámica molecular.

Principales resultados:

• SE-15 mejora significativamente la porosidad de la membrana, la hidrofilidad y el tamaño de los poros.
• La concentración optimizada de SE-15 (0,2% en peso) dio lugar a un aumento del 32% en el flujo de agua pura.
• Se mantuvo una alta tasa de rechazo de albúmina sérica bovina (BSA) (> 95%) con mejor flujo.

Conclusiones:

• SE-15 actúa como un aditivo verde eficaz, mejorando el rendimiento de la membrana PMIA a través de efectos sinérgicos.
• SE-15 ofrece una alternativa prometedora y no tóxica a los aditivos convencionales para la fabricación avanzada de membranas.
• Las membranas SE-15/PMIA desarrolladas muestran un gran potencial para diversas aplicaciones de tratamiento de agua, incluida la purificación de agua potable y la recuperación de aguas residuales.