Revista de ciencia y tecnología de membranas

Abstracto

Influencia de nanotubos de carbono multipared funcionalizados en la estructura y el rendimiento de membranas osmóticas directas basadas en diacetato de celulosa para procesos de desalinización

Xiulan Zhao, Jianfang Sheng, Lijing Zhu, Anjiang Zhang y Lixin Xue

Para mejorar el rendimiento de la membrana osmótica directa (FO) basada en diacetato de celulosa (CDA) en el proceso de desalinización de agua de mar, se mezclaron nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWCNT) funcionalizados como aditivos en composiciones variadas, de 0 a 5 % en peso, en las soluciones para preparar membranas de FO utilizando un método clásico de inversión de fase. La estructura y la propiedad de las membranas formadas se caracterizaron mediante espectroscopia infrarroja de transferencia de Fourier (FTIR), microscopía de fuerza atómica (AFM), microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía electrónica de transición (TEM), pruebas de flujo de agua y flujo de soluto inverso. Se encontró que el contenido de MWCNT funcionalizados era un factor importante que influía en la morfología, las estructuras porosas y las propiedades de las membranas mezcladas. Las imágenes SEM, AFM y TEM de las membranas mezcladas mostraron que la morfología de la superficie y la morfología de la sección transversal cambiaban con el contenido de MWCNT funcionalizados. Es interesante ver que en presencia de MWCNT funcionalizados, el ángulo de contacto de la superficie y el flujo de soluto inverso de las membranas de FO podrían mejorarse en gran medida sin afectar significativamente el flujo de agua pura. Con la adición de solo alrededor de 1% en peso de MWCNT, el flujo de agua de la membrana de FO basada en CDA aumentó de 10,5 a 12,5 L/m2h mientras que su flujo de soluto inverso se redujo de 1,8 a menos de 0,3 mol/m2h. Las pruebas de desalinización con una solución de alimentación de agua de mar simulada al 3,5% en peso habían demostrado que la membrana de mezcla con 1% en peso de MWCNT tenía un flujo de agua 366% mayor y un flujo de soluto inverso 53% menor que las de la membrana de FO con CDA pura. Estos resultados sugieren que las membranas de FO basadas en CDA modificadas con MWCNT funcionalizados podrían poseer un buen potencial para ser desarrolladas más para aplicaciones prácticas en los procesos de desalinización de agua de mar.