Een onderzoeksgroep onder leiding van Prof. Wan Yinhua van het Institute of Process Engineering (IPE) van de Chinese Academie van Wetenschappen heeft een robuust, dubbel geladen losse nanofiltratie (NF) membraan voor zeer efficiënte kleurstof/zoutscheiding. De studie werd gepubliceerd in de Journal of Membrane Science op 21 maart.

NF is een effectieve methode voor de behandeling van textielafvalwater. Echter, de meeste commercieel verkrijgbare NF-membranen vertonen een lage selectiviteit in kleurstof / zoutscheiding vanwege hun negatief geladen, dichte scheidingslaag.

De onderzoekers maakten een NF-membraan met een losse en dubbel geladen scheidingslaag op basis van een eenvoudige catechol-amine-chemie-strategie voor oppervlakte-engineering.

In de strategie, polyethyleenimine (PEI) werd gecoat op een gehydrolyseerd polyacrylonitrilsubstraat om een ​​positief geladen tussenlaag te construeren, gevolgd door co-depositie van looizuur (TA) en poly-γ-glutaminezuur (γ-PGA) om een ​​negatief geladen toplaag te creëren.

De losse structuur van de scheidingslaag werd toegeschreven aan de competitieve reactie veroorzaakt door polyfenolen, wat de covalente interacties betekent, waterstofbinding en elektrostatische adsorptie onder TA, γ-PGA en PEI belemmerden de snelle en niet-uniforme zelfpolymerisatie van TA.

De voorreactie tussen TA en γ-PGA zou die competitieve reacties verder kunnen verzwakken, afstemming van de poriegrootte en laadeigenschap, en zo de scheidingsprestaties te verbeteren.

Vanwege de synergie tussen grootte-uitsluiting en elektrostatische interactie van de losse dubbel geladen scheidingslaag, het geprepareerde membraan vertoonde een uitstekende waterdoorlatendheid (36,9 Lm-2h-1bar-1) met een lage zoutafstoting (11,1% voor Na ₂ DUS ₄ ) en hoge afwijzing van zowel positief als negatief geladen kleurstoffen.

Bovendien, dit dubbel geladen membraan vertoonde ook een uitstekende zuurbestendigheid, evenals bevredigende aangroeiwerende prestaties en stabiliteit op lange termijn.

"Dit werk geeft een nieuwe dimensie aan de milieuvriendelijke benadering voor het maken van zeer selectieve scheidingsmembranen, en deze veelzijdige coatingstrategie kan worden gebruikt om de membranen te fabriceren/modificeren met controleerbare eigenschappen voor verschillende scheidingstoepassingen, " zei Prof. Luo Jianquan van IPE.