Membranas de ósmosis inversa compuestas de película delgada resistentes a la compactación a altas presiones

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las membranas de ósmosis inversa (RO) son susceptibles a la compactación física, lo que limita su rendimiento bajo altas presiones.
• La compactación reduce la permeabilidad del agua y puede afectar el rechazo de la sal en las membranas RO convencionales.
• El desarrollo de membranas resistentes a la compactación es crucial para mejorar la eficiencia y la longevidad de los sistemas de RO.

Objetivo del estudio:

• Introducir una nueva clase de membranas de RO compuestas de película delgada enlazadas (TFX) diseñadas para soportar presiones ultra altas.
• Investigar el proceso de fabricación y los parámetros que influyen en el rendimiento de estas membranas TFX.
• Evaluar la resistencia a la compactación y las capacidades de rechazo de sales de las membranas TFX en comparación con las tecnologías existentes.

Principales métodos:

• Fabricación de membranas TFX mediante el enlazado de un soporte de poliimida porosa (PI) seguido de la polimerización interfacial de una capa de poliamida.
• Exploración sistemática de los parámetros de inversión de fase (concentración de PI, proporciones de disolvente, baño de coagulación) y las condiciones de polimerización interfacial.
• Prueba de las membranas de TFX a presiones muy altas (hasta 200 bar) con concentraciones variables de NaCl (hasta 180.000 mg/L).

Principales resultados:

• Las membranas TFX demostraron una reducción significativa de la compactación física en comparación con las membranas RO de alta presión lanzadas a mano y comerciales.
• La disminución de la permeabilidad del agua fue inferior al 10% incluso a presiones ultra altas.
• Se mantuvo un alto rechazo de sales (más del 99%) para las soluciones de NaCl a 200 bar.

Conclusiones:

• La estructura de membrana compuesta TFX desarrollada ofrece una resistencia superior a la compactación a presiones ultra altas.
• Esta tecnología tiene implicaciones generalizadas para el avance de las aplicaciones de membrana de ósmosis inversa, particularmente en la desalinización a alta presión y el tratamiento del agua.
• Las membranas TFX representan un avance prometedor en la tecnología RO, permitiendo procesos de purificación de agua más robustos y eficientes.