Preparación de membrana compuesta de capa delgada orgánica-inorgánica tipo Janus y rendimiento de destilación por membrana para aguas residuales con alto contenido de sal y aceite
La tecnología de destilación por membrana es uno de los métodos efectivos para la desalinización de aguas residuales, pero las membranas microporosas hidrofóbicas tradicionales enfrentan riesgos de humectación y contaminación al tratar aguas con alto contenido de sal y aceite. Este estudio informa una estrategia para preparar una membrana compuesta tipo Janus de capa delgada orgánica-inorgánica para la destilación por membrana. La membrana está compuesta por una capa densa hidrofílica compuesta orgánica-inorgánica y una capa soporte porosa hidrofóbica, donde la capa de soporte es una membrana de microfiltración de polipropileno, y la capa hidrofílica se forma a través de una reacción en la interfaz gas-líquido entre dopamina y polietilenimina, con una mineralización inducida de dióxido de silicio en su superficie. La capa hidrofílica presenta excelente hidrofilicidad y propiedades oleofóbicas bajo el agua, con un ángulo de contacto con aceite bajo el agua de (163.10±2.10)°, y una adhesión al aceite de solo 4.3 μN. La presencia de la capa compuesta no reduce el flujo y puede resistir eficazmente la contaminación por aceite y la infiltración de emulsionantes al tratar aguas residuales emulsificadas con alto contenido de sal y aceite. A una diferencia de temperatura de 40 ℃, el flujo puede alcanzar (27.59±3.05) L/(m²·h), con una tasa de retención de NaCl superior al 99.9%, y un funcionamiento estable continuo durante más de 7 horas. Este estudio proporciona una nueva idea para el diseño de membranas para la destilación por membrana en sistemas complejos de aguas residuales.
关键词
polidopamina;polietilenimina;destilación por membrana;membrana compuesta orgánica-inorgánica;membrana Janus