Nanoespuma doble polimerización interfacial mejorada hacia membranas de nanofiltración de ultra alto rendimiento

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las membranas de nanofiltración de poliamida (PA) son cruciales para la producción de agua potable segura.
• Un desafío clave es eliminar selectivamente los contaminantes mientras se conservan los minerales esenciales.
• Se necesita una modificación rentable de las membranas de NF para un tratamiento eficiente del agua.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar membranas de NF de alto rendimiento para aplicaciones de agua potable utilizando bicarbonato de amoniaco (AB) como aditivo.
• Investigar los mecanismos mediante los cuales la AB modifica la polimerización interfacial (IP).
• Mejorar la permeabilidad de la membrana y la selectividad para la eliminación de contaminantes y la retención de minerales.

Principales métodos:

• Modificación de la polimerización interfacial (IP) mediante el uso de un aditivo de bicarbonato de amoníaco (AB).
• Caracterización completa de materiales y simulaciones de dinámica molecular.
• Evaluación del rendimiento de la membrana NF durante la purificación de aguas superficiales.

Principales resultados:

• Cinética IP controlada por AB, inducida por nanoespuma dual a través de productos de reacción y descomposición (NH3, CO2).
• La membrana NF optimizada (NF-AB-8) exhibió una capa PA arrugada más delgada con una microestructura mejorada.
• NF-AB-8 mostró una mayor permeancia (28,5 LMH/bar) y una separación selectiva (K_Ca2+/DOM = 34,5), con mejores propiedades antiincrustantes.

Conclusiones:

• Los mecanismos de doble nanoespuma mejoran efectivamente el rendimiento de la membrana NF.
• Las membranas NF desarrolladas ofrecen una mejor permeabilidad y selectividad para el tratamiento del agua potable.
• Este estudio proporciona información para el diseño de membranas NF avanzadas para la purificación del agua.