रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली की उच्च चयनात्मकता और एंटी-फाउलिंग में सुधार करने के लिए एक नई तकनीक।

खारे और समुद्री जल के अलवणीकरण के लिए इसकी व्यापक प्रयोज्यता के कारण रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) तकनीक ने बहुत अधिक ध्यान आकर्षित किया है। पतली फिल्म कंपोजिट (टीएफसी) पॉलियामाइड (पीए) रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली, जिसमें एक सघन पृथक्करण परत और एक छिद्रपूर्ण समर्थन परत शामिल है, इस क्षेत्र में अग्रणी उत्पाद रहे हैं। हालाँकि, पीए आरओ झिल्ली की कम पारगम्यता और टीएफसी रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली की गंदगी पीए आरओ टीएफसी झिल्ली के व्यापक उपयोग को सीमित करती है। googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
पॉलिमरिक और अकार्बनिक नैनोमटेरियल्स के लाभों के संयोजन के लिए नैनोकम्पोजिट झिल्लियों का संश्लेषण एक उत्कृष्ट तरीका साबित हुआ है। संरचना और संरचना को ठीक करके रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली की प्राकृतिक विशेषताओं में सुधार किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोटैलसाइट (एचटी) को एक जलीय घोल में फैलाया गया था और जल परिवहन चैनल बनाने के लिए इंटरफेशियल पोलीमराइजेशन के चरण में पीए मैट्रिक्स में शामिल किया गया था।
परिणामी झिल्लियाँ उच्च पारगम्यता चयनात्मकता प्रदर्शित करती हैं और नमक विकर्षक क्षमता का त्याग किए बिना जल प्रवाह में वृद्धि करती हैं। इसके अलावा, नैनोकणों के समावेश, सतह कोटिंग और ग्राफ्टिंग सहित झिल्ली संशोधन को जैव प्रदूषण को रोकने के लिए एक प्रभावी दृष्टिकोण के रूप में दिखाया गया है। उनमें से, पीए मैट्रिक्स में एम्बेडेड नैनोकणों पर एंटी-फाउलिंग एजेंटों को ग्राफ्ट करना पीए मैट्रिक्स को नुकसान पहुंचाए बिना रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली में एंटी-फाउलिंग गुण प्रदान करने की एक उत्कृष्ट रणनीति है।
एचटी नैनोकण हाइड्रॉक्सिल समूहों से भरपूर होते हैं, जो एंटीफ्लिंग ग्राफ्टिंग प्राप्त करने के लिए सिलेन कपलिंग एजेंटों के सिलोक्सी समूहों के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं। इसलिए, उच्च चयनात्मकता और एंटी-फाउलिंग गुणों के साथ एक नवीन टीएफसी रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली को पीए परत में डोपेंट के रूप में एचटी नैनोकणों का उपयोग करके और झिल्ली की सतह पर एंटी-फाउलिंग कार्यात्मक समूह-युक्त सिलेन कपलिंग एजेंटों को ग्राफ्ट करके प्राप्त किया जा सकता है।
इंस्टीट्यूट ऑफ डिसेलिनेशन एंड इंटीग्रेटेड सीवाटर यूटिलाइजेशन के प्रोफेसर वांग जियान, शेडोंग यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के प्रोफेसर मा झोंग, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज के डॉ. तियान झिनक्सिया, एचटी नैनोकणों और क्वाटरनरी युक्त सिलेन कपलिंग एजेंटों की विशेषताओं से प्रेरित हैं। अमोनियम लवण. , और उनकी टीम के सदस्य एक साथ। मूल पारगम्यता चयनात्मकता और एंटी-फाउलिंग में एक साथ सुधार करके दीर्घकालिक स्थिर उच्च प्रदर्शन के साथ एक नए प्रकार के रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली को विकसित करने का प्रयास किया गया है।
उनके काम ने टीएफसी पीए रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली के प्रदर्शन में काफी सुधार किया और समुद्री जल अलवणीकरण के भविष्य के लिए मूल्यवान तकनीकी सलाह प्रदान की। यह अध्ययन फ्रंटियर्स ऑफ एनवायर्नमेंटल साइंस एंड इंजीनियरिंग जर्नल में प्रकाशित हुआ था।
इस अध्ययन में, एमजी-अल-सीओ3 एचटी नैनोकणों को इंटरफेशियल पोलीमराइजेशन के दौरान एक कार्बनिक समाधान में फैलाव द्वारा पीए परत में शामिल किया गया था। एचटी का समावेश दोहरी भूमिका निभाता है, जल प्रवाह को बढ़ाता है और ग्राफ्टिंग साइट के रूप में कार्य करता है। एचटी को शामिल करने से नमक अस्वीकृति का त्याग किए बिना जल प्रवाह में वृद्धि हुई, जिससे बाद की ग्राफ्टिंग प्रतिक्रिया से होने वाले नुकसान की भरपाई हो गई। एचटी की खुली सतह एंटीफ्लिंग एजेंट डाइमिथाइलोक्टेडेसिल [3- (ट्राइमेथॉक्सीसिलिल) प्रोपाइल] अमोनियम क्लोराइड (डीएमओटी-पीएसी) के लिए ग्राफ्टिंग साइट के रूप में कार्य करती है।
एचटी निगमन और डीएमओटीपीएसी ग्राफ्टिंग का संयोजन रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली को उच्च पारगम्यता चयनात्मकता और एंटी-फाउलिंग गुणों से संपन्न करता है। PA-NT-0.06 का जल प्रवाह 49.8 l/m2·h था, जो मूल झिल्ली की तुलना में 16.4% अधिक है। पीए-एचटी-0.06 नमक की अस्वीकृति की डिग्री 99.1% थी, जो मूल झिल्ली के बराबर है। नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए लाइसोजाइम संदूषण के संबंध में, संशोधित झिल्ली की जलीय प्रवाह वसूली मूल झिल्ली की तुलना में अधिक थी (उदाहरण के लिए, पीए-एचटी-0.06 के लिए 86.8% बनाम पीए-मूल के लिए 78.2%)। एस्चेरिचिया कोली और बैसिलस सबटिलिस के खिलाफ पीए-एचटी-0.06 की जीवाणुनाशक गतिविधि की डिग्री क्रमशः 97.3% और 98.7% थी।
यह अध्ययन उच्च पारगम्यता चयनात्मकता और एंटी-फाउलिंग गुणों के साथ रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली का उत्पादन करने के लिए पीए मैट्रिसेस में एम्बेडेड डीएमओटीपीएसी और एचटी नैनोकणों के बीच सहसंयोजक बंधन के गठन की रिपोर्ट करने वाला पहला अध्ययन है। एकीकृत नैनोकणों और कार्यात्मक समूह ग्राफ्टिंग का समावेश उच्च पारगम्यता चयनात्मकता और एंटी-फाउलिंग गुणों के साथ रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली के विकास को सक्षम बनाता है।
अधिक जानकारी: ज़िनक्सिया तियान एट अल।, समुद्री जल अलवणीकरण के लिए उच्च चयनात्मकता और एंटी-फाउलिंग गुणों के साथ एक रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली की तैयारी, फ्रंटियर्स इन एनवायर्नमेंटल साइंस एंड इंजीनियरिंग (2021)। डीओआई: 10.1007/एस11783-021-1497-0
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