Tratamiento de salmuera industrial con una membrana modificada con nanotubos de carbono

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería ambiental
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Las centrales eléctricas de carbón generan importantes volúmenes de salmuera, lo que plantea desafíos ambientales.
• El tratamiento eficaz de la salmuera industrial es crucial para la gestión de los recursos hídricos y el control de la contaminación.
• Las membranas de fluoruro de polivinileno (PVDF) son ampliamente utilizadas, pero a menudo requieren mejora para aplicaciones específicas.

Objetivo del estudio:

• Investigar la eficacia de las membranas de fluoruro de polivinileno (PVDF) modificadas con nanotubos de carbono de paredes múltiples tratados con ácido (MWCNT) para el tratamiento de salmuera simulada e industrial.
• Caracterizar los cambios estructurales y químicos en los MWCNT después del tratamiento con ácido y su impacto en las propiedades de la membrana PVDF.
• Evaluar el rendimiento de las membranas modificadas en términos de rechazo de sales y eficiencia general.

Principales métodos:

• Los nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWCNT) fueron tratados con ácido y caracterizados utilizando FTIR, espectroscopia Raman, sorción de nitrógeno, TGA y TEM.
• Las membranas PVDF se fabricaron mediante un método de fundición que incorporaba diferentes porcentajes en peso de MWCNT tratados con ácido y polivinilpirrolidona.
• El rendimiento de la membrana se evaluó midiendo las tasas de rechazo de sal utilizando salmuera simulada e industrial de centrales eléctricas de carbón.

Principales resultados:

• El tratamiento ácido de MWCNT introdujo porciones de oxígeno, aumentó el volumen de poros y el área de superficie, al tiempo que preservó la cristalinidad.
• Las membranas PVDF que incorporan un 1% en peso de MWCNT tratado con ácido alcanzan una tasa máxima de rechazo de sales del 41,82%.
• Las membranas modificadas exhibieron una tasa de rechazo de sales aproximadamente cinco veces mayor que las membranas PVDF no modificadas.

Conclusiones:

• Los MWCNT tratados con ácido mejoran efectivamente el rendimiento de las membranas PVDF para el tratamiento con salmuera.
• Las membranas compuestas desarrolladas son prometedoras para mejorar la eficiencia del tratamiento de las aguas residuales industriales, especialmente de las centrales eléctricas de carbón.
• La investigación adicional puede optimizar la carga de MWCNT y la fabricación de la membrana para mayores tasas de rechazo y estabilidad a largo plazo.