Автор AZoNano 10 декабря 2020 г.

Несмотря на то, что вода покрывает большую часть планеты Земля, лишь часть ее достаточно чиста для использования человеком.

Таким образом, очень важно переработать этот ресурс в максимально возможной степени. Существующие методы очистки воды не могут должным образом справиться с очень горячими сточными водами, производимыми некоторыми отраслями промышленности.

Однако теперь ученые интегрировали частицы наноалмазов, усиленные амином, в мембраны, чтобы преодолеть эту трудность. Результаты представлены в ACS Applied Materials & Interfaces .

Определенные методы добычи нефти и другие промышленные процессы приводят к синтезу горячих сточных вод, которые требуют энергоемкого охлаждения перед очисткой с помощью обычных мембран обратного осмоса.

После очистки воду необходимо нагреть перед ее повторным использованием. При таких высоких температурах обычные мембраны обратного осмоса фильтруют постепенно, позволяя проходить большему количеству солей, твердых частиц и других загрязняющих веществ.

Ученые объединили чрезвычайно крошечные наноалмазы – углеродные сферы, образованные взрывами в небольших закрытых контейнерах при недостатке кислорода – в эти мембраны в более ранних исследованиях. Мембраны могут быстро и эффективно фильтровать огромные объемы воды и защищать от загрязнения, но они не тестировались на очень горячих образцах.

Чтобы улучшить мембраны для использования с горячими сточными водами, Хоршиди, Садрзаде и сотрудники хотели изменить наноалмазные сферы и объединить их по-новому.

Исследователи прикрепили амины к наноалмазам и вымыли их в растворе этилацетата, чтобы избежать слипания сфер. Затем добавляли мономер для реакции с аминами, чтобы создать химические связи с обычным основанием мембраны.

Синергетическое воздействие аминовых звеньев и обработки этилацетатом привело к созданию более толстых, более термостабильных мембран, что позволило улучшить их характеристики.

Исследователи увеличили количество обогащенных амином наноалмазов в мембране и, таким образом, достигли более высоких скоростей фильтрации с удалением более высокой доли примесей, даже после 9 часов при 167 ° F, по сравнению с мембранами без наноалмазов.

По словам исследователей, новая технология помогла создать мембраны, которые могут более эффективно очищать сточные воды при более высоких температурах.

Это исследование финансировалось Канадским альянсом по инновациям в нефтеносных песках и Советом по естественным и инженерным исследованиям Канады (NSERC).

Справка журнала

Карами П., и др. (2020) Тонкопленочные нанокомпозитные полиамидные мембраны с наноалмазами для высокотемпературной очистки воды. Прикладные материалы и интерфейсы ACS . doi.org/10.1021/acsami.0c15194.

Источник: https://www.acs.org/[19459008visible