Автор AZoNano 11 декабря 2020 г.

Хотя большая часть планеты покрыта водой, только часть ее является достаточно чистой для использования людьми. Поэтому важно по возможности утилизировать этот ресурс. Современные методы очистки не могут адекватно обрабатывать очень горячие сточные воды, образующиеся в некоторых отраслях промышленности.

Но теперь исследователи, сообщающие в ACS Applied Materials & Interfaces внедрили в мембраны частицы наноалмазов, усиленные амином, для решения этой проблемы.

Некоторые методы добычи нефти и другие промышленные процессы приводят к образованию горячих сточных вод, которые требуют энергоемкого охлаждения, прежде чем их можно будет очистить с помощью традиционных мембран обратного осмоса. После очистки воду необходимо нагреть перед повторным использованием.

При таких высоких температурах традиционные мембраны обратного осмоса фильтруют медленно, позволяя проникать большему количеству солей, твердых частиц и других загрязняющих веществ. В предыдущих исследованиях исследователи встроили в эти мембраны чрезвычайно крошечные наноалмазы – углеродные сферы, образованные взрывами в небольших закрытых контейнерах без присутствия кислорода.

Хотя мембраны эффективно и быстро фильтруют большие объемы воды и могут защищать от загрязнения, они не тестировались на очень горячих образцах. Чтобы оптимизировать мембраны для работы с горячими сточными водами, Хоршиди, Садрзаде и его коллеги хотели модифицировать наноалмазные сферы и встроить их по-новому.

Команда прикрепила амины к наноалмазам и вымыла их в растворе этилацетата, чтобы предотвратить слипание сфер.

Затем был добавлен мономер, который реагировал с аминами, создавая химические связи с традиционным основанием мембраны. Синергетические эффекты аминовых связей и обработки этилацетатом привели к получению более толстых, более термостабильных мембран, что способствовало улучшению их характеристик.

Увеличивая количество обогащенных амином наноалмазов в мембране, исследователи получили более высокую скорость фильтрации с большей долей удаляемых примесей, даже после 9 часов при 167 F, по сравнению с мембранами без наноалмазов.

По словам исследователей, с помощью нового метода были получены мембраны, которые могли более эффективно очищать сточные воды при высоких температурах.

Авторы выражают благодарность Канадскому альянсу за инновации в нефтеносных песках и Совету по естественным и инженерным исследованиям Канады (NSERC).

Источник: https://www.acs.org/content/acs/en.html