Jornal de Ciência e Tecnologia de Membranas

Abstrato

Influência do nanotubo de carbono multiparede funcionalizado na estrutura e desempenho da membrana osmótica direta baseada em di-acetato de celulose para o processo de dessalinização

Xiulan Zhao, Jianfang Sheng, Lijing Zhu, Anjiang Zhang e Lixin Xue

Para melhorar o desempenho da membrana osmótica direta (FO) baseada em di-acetato de celulose (CDA) no processo de dessalinização de água do mar, nanotubos de carbono de paredes múltiplas funcionalizados (MWCNTs) foram misturados como aditivos em composições variadas, desde 0 a 5% em peso. , nas soluções para preparar membranas de FO utilizando um método clássico de inversão de fase. A estrutura e as propriedades das membranas formadas foram caracterizadas por espectroscopia de infravermelhos de transferência de Fourier (FTIR), Microscopia de Força Atómica (AFM), Microscopia Eletrónica de Varrimento (MEV), Microscopia Eletrónica de Transição (TEM), Testes de Fluxo de Água e Escoamento Reverso de Solutos. Verificou-se que o conteúdo de MWCNTs funcionalizados foi um fator importante que influencia a morfologia, as estruturas porosas e as propriedades das membranas de mistura. As imagens SEM, AFM e TEM das membranas de mistura mostraram que a morfologia da superfície e a morfologia da secção transversal mudaram com o conteúdo de MWCNTs funcionalizados. É interessante verificar que na presença de MWCNTs funcionalizados, o ângulo de contacto superficial e o fluxo reverso de soluto das membranas de FO poderiam ser grandemente melhorados sem afetar significativamente o fluxo de água pura. Com a adição de apenas cerca de 1% em peso de MWCNTs, o fluxo de água da membrana FO baseada em CDA aumentou de 10,5 para 12,5 L/m2h, enquanto o seu fluxo reverso de soluto foi reduzido de 1,8 para inferior a 0,3 mol/m2h. Os testes de dessalinização com 3,5% em peso de solução de alimentação de água do mar simulada mostraram que a membrana de mistura com 1% em peso de MWCNTs era 366% maior no fluxo de água e 53% menor no fluxo reverso de soluto do que os da membrana CDA FO pura. Estes resultados sugerem que as membranas FO de bases CDA modificadas com MWCNTs funcionalizados poderão possuir um bom potencial para serem desenvolvidas para aplicações práticas nos processos de dessalinização da água do mar.