الكاتب:محرر الموقع نشر الوقت: 2023-01-09 المنشأ:محرر الموقع
بالإضافة إلى أغشية NF مخدرة بالمواد النانوية، تلقى تحضير أغشية البولي أميد NF عالية الأداء مع بنية الطبقة البينية اهتمامًا متزايدًا في السنوات الأخيرة.يمكن تغطية / ترسيب بنية الطبقة البينية لهذا الغشاء بشكل موحد على الركيزة لتشكيل بنية متعددة الطبقات قبل تشكيل طبقة فصل البولي أميد عن طريق البلمرة البينية التقليدية.استخدام الأسلاك النانوية لهيدروكسيد الكادميوم لتعديل تفاعل البلمرة البيني ومعدل انتشار مونومر م-فينيلين ديامين لتحضير غشاء بولي أميد بطبقة فصل رفيعة للغاية ، مما يتيح تدفق الماء لغشاء TFNi لتتجاوز ذلك من الأغشية التجارية بحوالي 2 أوامر من الحجم ، بينما لا تتأثر انتقائية الغشاء ، مما يؤدي إلى كسر مفاضلة نفاذية الغشاء الانتقائية.في السنوات الأخيرة ، يقوم المزيد والمزيد من الباحثين ببناء أغشية NF مركبة مع جزيئات نانوية صفرية الأبعاد وأسلاك نانوية أحادية البعد وطبقات صفيحة نانوية ثنائية الأبعاد وأغطية واجهات أخرى كطبقة وسيطة من خلال طلاء السطح ، والترابط التساهمي ، والترسيب المشترك ، في الموقع النمو والتبخر.
مقارنة ب أغشية البولي أميد NF التقليدية، الأغشية المركبة القائمة على الطبقة البينية (TFNi) تقدم تحسينات كبيرة في تدفق المياه (عادة زيادة 2 إلى 10 أضعاف) والانتقائية من خلال الآليات التالية:
1) أغشية TFNi لها بنية طبقة داخلية عالية النفاذية تعمل على تحسين مسار نقل المياه (تأثير التدفق) لطبقة البولي أميد.على وجه التحديد ، بالنسبة لأغشية NF التقليدية التي لا تحتوي على طبقة بينية ، بافتراض أن الركيزة غير منفذة ، يجب أن تمر جزيئات الماء التي تمر عبر طبقة فصل البولي أميد إلى مسام الركيزة قبل جمعها.نتيجة لذلك ، يجب أن تتبع طبقة البولي أميد الواقعة على مسافة من المسام مسارًا مائلًا عبر طبقة البولي أميد عالية المقاومة.مع إضافة الطبقة البينية ، وفقًا لنموذج المقاومة الهيدروليكي الأدنى ، ستأخذ جزيئات الماء بشكل تفضيلي مسارًا أقصر من خلال طبقة البولي أميد عالية المقاومة ومسار أطول عبر الطبقة البينية السائبة المقاومة المنخفضة ، مما يؤدي إلى مسار النقل الفعال الفعلي لـ TFNi الغشاء أقل من ذلك من حيث الحجم غشاء NF تقليدي بدون طبقة داخلية ، مما يؤدي إلى زيادة تدفق المياه بشكل ملحوظ.
2) تحسين طبقة فصل البولي أميد بواسطة مادة الطبقة البينية.تعمل الطبقة البينية على تغيير تفاعل البلمرة البيني ، مما يلغي توليد البولي أميد داخل مسام الركيزة أثناء البلمرة البينية التقليدية ويقلل من مقاومة الغشاء العابر.في الوقت نفسه ، تتمتع مادة الطبقة البينية أيضًا بميزة التحسين في الموقع لتفاعل البلمرة البيني (على سبيل المثال ، التحكم في معدل تفاعل المونومر أو إعاقة هروب الفقاعات النانوية أثناء البلمرة البينية ، وبالتالي تكوين المزيد من التجاويف داخل طبقة فاصل البولي أميد) ، مما ينتج عنه في طبقة انتقائية أفضل من مادة البولي أميد (مثل التشابك الأرق والأعلى) ، مما يعزز تدفق المياه و انتقائية غشاء TFNi.
يانغ وآخرون.اظهر ذلك أغشية TFNi مع التدفقات العالية يمكن أن يقلل من استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 80٪ في تطبيقات إعادة استخدام المياه حيث يكون الضغط الاسموزي للسائل الخام منخفضًا ، مع تحسين الاحتفاظ بالملوثات النزرة.ومع ذلك ، فقد ركزت الأبحاث الحالية حول أغشية TFNi على انتقائية الماء والملح ، وهناك حاجة إلى أبحاث مستقبلية حول إزالة الملوثات النزرة ، والمعادن الثقيلة ، والمنتجات الثانوية للتطهير ، وما إلى ذلك. تكلفة أغشية TFNi ، واستقرارها على المدى الطويل ، و يجب مراعاة ترشيح المواد النانوية المخدرة بشكل كامل.يمكن أن تحدد الأبحاث المستقبلية كمية تدفق الماء وآليات نقل الماء / المذاب والمذاب / المذاب للطبقة البينية إلى أغشية TFNi من خلال المزيد من أعمال المحاكاة ، والتحقيق في تلوث الأغشية ومقاومة الكلور على أساس الطبقة البينية لتعزيز تطبيقها في معالجة المياه وإعادة استخدام المياه .
