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Aug 17, 2023

Des chercheurs développent un nouveau nanofil antisalissure

Image du siège de l'Académie chinoise des sciences : Greffe profonde de polyélectrolyte induite par un liquide ionique pour réformer la couche de polyamide pour une membrane de nanofiltration antifouling voir plus Crédit : Image de LIU

Siège de l'Académie chinoise des sciences

image : Greffe profonde de polyélectrolyte induite par un liquide ionique pour reformer la couche de polyamide pour la membrane de nanofiltration antisalissureVoir plus

Crédit : Image de LIU Lulu

Une nouvelle stratégie de post-modification a été proposée par un groupe de recherche dirigé par le professeur WAN Yinhua de l'Institut d'ingénierie des procédés (IPE) de l'Académie chinoise des sciences, visant à atteindre une sélectivité de séparation élevée et une forte résistance à l'encrassement dans la nanofiltration (NF) membranes. La stratégie implique un réarrangement de gonflement du polyamide induit par un liquide ionique (IL), qui facilite le greffage profond de polyélectrolytes. L'étude a été publiée dans le journal AIChE.

Le NF est un procédé de séparation prometteur à faible consommation d’énergie pour la purification de l’eau et la récupération des ressources. Cependant, l’encrassement de la membrane, qui fait référence à l’accumulation de substances à la surface de la membrane et dans les pores, reste un problème persistant lors des applications pratiques. Cela peut entraîner une augmentation de la résistance transmembranaire, une diminution du flux de perméat et des changements dans la sélectivité de la séparation, conduisant à une détérioration de la qualité de l'eau produite.

Le post-greffage a été couramment utilisé pour modifier les membranes NF et réduire leur tendance à l'encrassement en ajustant leur hydrophilie et leurs propriétés chargées. Cependant, le greffage en surface entraîne souvent un rétrécissement ou un blocage important des pores, entraînant une perte de perméabilité. De plus, les surfaces monochargées ont du mal à résister aux salissures mixtes avec des charges différentes.

"Dans notre stratégie, nous avons utilisé un liquide ionique (IL)-éthanol (EtOH) pour induire le greffage profond de polyéthylèneimine (PEI) et réorganiser la couche de polyamide, améliorant ainsi les propriétés de surface et d'ouverture de la membrane NF", a expliqué le professeur WAN. .

Le système proposé utilisait la forte affinité de l'IL pour la couche de polyamide et la faible encombrement stérique de diffusion de l'EtOH pour induire un gonflement du polyamide et réaliser un greffage profond du PEI. Cela a également permis de combler de manière ciblée les pores les plus grands, ce qui a entraîné une distribution plus étroite de la taille des pores. Le greffage profond de groupes amino a rendu la couche de polyamide hautement hydrophile et presque neutre en termes de charge, conservant ainsi une excellente capacité antisalissure contre les macromolécules hydrophobes et les molécules chargées mixtes.

De plus, la membrane NF a démontré une remarquable stabilité antifouling et de sélectivité de séparation à long terme lorsqu'elle a été testée avec des eaux usées de cokéfaction et de la mélasse, respectivement. Ses performances étaient comparables à celles du NF270.

"Cette étude met en évidence la possibilité d'utiliser le greffage profond de polyélectrolytes induit par IL pour améliorer les performances antifouling des membranes NF", a déclaré le professeur LUO Jianquan, l'auteur correspondant de l'étude. "Elle souligne l'importance des propriétés du solvant dans le comportement de greffage, et fournit une plate-forme polyvalente pour la fabrication de membranes NF avancées pour le traitement des eaux usées et la récupération des ressources.

Journal de l'AIChE

10.1002/aic.18204

Greffage profond de polyélectrolyte induit par un liquide ionique pour reformer une couche de polyamide pour une membrane de nanofiltration antisalissure

10 août 2023

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