Los investigadores dirigidos por el profesor MATSUYAMA Hideto y el profesor YOSHIOKA Tomohisa en el Centro de Investigación de Tecnología de Membranas y Películas de la Universidad de Kobe han logrado desarrollar una membrana ultradelgada con un tratamiento de superficie de sílice resistente a las incrustaciones para una separación de alto rendimiento del aceite del agua.
Además, se demostró que esta membrana era versátil; era capaz de separar el agua de una amplia variedad de diferentes sustancias oleosas.
Estos resultados se publicaron en línea en el Revista de Química de Materiales A el 3 de octubre de 2019.
Introducción
El desarrollo de tecnología para separar el petróleo del agua es crucial para lidiar con los derrames de petróleo y la contaminación del agua generados por varias industrias. Para 2025, se predice que dos tercios de la población mundial no tendrán acceso suficiente a agua limpia. Por lo tantoEl desarrollo de tecnologías para filtrar emulsiones oleosas y así aumentar la cantidad de agua limpia disponible está ganando cada vez más atención.
En comparación con los métodos de purificación tradicionales que incluyen la centrifugación y la coagulación química, la separación de membranas se ha propuesto como una alternativa de bajo costo y eficiente en energía. Aunque esta tecnología se ha desarrollado en gran medida, la mayoría de las membranas sufren problemas de incrustación por los cuales las gotas de aceite se absorben irreversiblemente en elsuperficie. Esto conduce al bloqueo de los poros de la membrana, lo que reduce su vida útil y eficiencia.
Un método para mitigar los problemas de incrustación es agregar tratamientos superficiales a la membrana. Sin embargo, muchos experimentos con este método han encontrado problemas tales como cambios en la estructura superficial original y el deterioro de la capa superficial tratada por ácidos fuertes, alcalinos y ácidos.soluciones salinas. Estos problemas limitan las aplicaciones prácticas de tales membranas en las condiciones difíciles durante el tratamiento de aguas residuales.
Metodología de investigación
En este estudio, los investigadores lograron desarrollar una membrana que consiste en un soporte poroso de policetona PK con una capa de sílice de 10 nanómetros de espesor aplicada en la superficie superior. Esta capa de sílice se formó sobre las fibrillas PK utilizando la atracción electrostática.sílice cargada negativamente se atrajo a la PK cargada positivamente.
La membrana PK tiene una alta permeabilidad al agua debido a sus poros grandes y su alta porosidad. El proceso de silicificación, la adición de sílice en las fibrillas PK, proporciona un fuerte recubrimiento repelente de aceite para proteger la membrana modificada de la superficie de problemas de suciedad.
Otra ventaja de esta membrana es que no requiere una gran aplicación de presión para lograr una alta penetración de agua. La membrana exhibió permeabilidad al agua por gravedad, incluso cuando se utilizó un nivel de agua tan bajo como 10 cm con una presión de aproximadamente 0.01atmAdemás, la membrana desarrollada fue capaz de rechazar el 99.9% de las gotas de aceite, incluidas aquellas con un tamaño de 10 nanómetros. Al usar esta membrana con un área de 1 m 2 se pueden tratar 6000 litros de aguas residuales en una hora bajo una presión aplicada de 1 atm. También se demostró que es eficaz para separar el agua de varias emulsiones oleosas diferentes.
Como se mencionó, la silificación proporcionó un fuerte recubrimiento repelente al aceite. A través de los experimentos llevados a cabo en la membrana para probar su durabilidad contra las incrustaciones, se descubrió que el aceite no se adsorbía en la superficie y que las gotas de aceite podían limpiarse fácilmenteEsta membrana mostró una gran tolerancia contra una variedad de soluciones ácidas, alcalinas, solventes y salinas.
conclusión
La membrana ultradelgada desarrollada por este grupo de investigación ha demostrado una separación eficiente del agua de las emulsiones oleosas, además de la resistencia antiincrustante. La tecnología para separar las emulsiones es indispensable en la lucha contra la contaminación del agua y la escasez de agua limpia. Se espera que estoel desarrollo podría utilizarse en el tratamiento de aguas residuales de la industria.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Kobe . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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