Sekirite dlo se youn nan pi gwo defi sosyete jodi a, e pou rezon sa a, li nesesè pou devlope teknoloji pirifikasyon dlo efikas ak ekonomize enèji.
Nanofiltrasyon (NF) se yon nouvo teknoloji manbràn presyon-kondwi ki retire iyon miltivalan ak ti matyè òganik molekilè ak konsomasyon enèji ki ba epi li lajman ki itilize nan pwodiksyon dlo pou bwè, dlo minisipal ak tretman dlo ize endistriyèl.
Manbràn nanofiltrasyon poliamid yo te pwodwi dirijan nan mache a depi fen ane 1970 yo. Estrikti fim mens konpoze yo konsiste de yon sipò ki mouye ak yon kouch poliamid ki genyen de dimansyon (2D), ki gen ekselan selektivite pèmeyasyon. Sepandan, malgre sèten pwogrè ki fèt atravè amelyorasyon nan konsepsyon monomè, nanokonpoze ak pwosesis fabrikasyon, pèmeyabilite dlo a nan manbràn polyamid toujou relativman ba, limite aplikasyon endistriyèl yo pi laj.
Nan dènye ane yo, nouvo konsepsyon tankou estrikti nanokal Turing ak sifas rid yo te elaji zòn nan filtraj, men yo se esansyèlman evolisyon nan manbràn 2D. Nan tan kap vini an, li nesesè pou devlope nouvo estrikti deranje pou amelyore pèfòmans separasyon, pandan y ap konprann pwofondman relasyon ki genyen ant pwosesis ak estrikti pou bay solisyon inovatè nan domèn pirifikasyon dlo.
Isit la, Wu Chunrui, yon chèchè nan Tianjin Polytechnic University, rapòte preparasyon an nan yon gwo-zòn melanje-dimansyon manbràn poliamid pa rapid pwòp tèt ou-asanble de de ti molekil nan koòdone nan lwil oliv-dlo nan tanperati chanm.
Manbràn nan gen yon estrikti inik yerarchize ki fòme ak nanotub ki genyen yon sèl dimansyon grandi sou sifas yon nanomembrane ki genyen de dimansyon. Estrikti inovatè sa a siyifikativman ogmante zòn transpò dlo efikas pou chak zòn inite projetée, sa ki fè pèfòmans separasyon dlo-sèl manbràn nan byen lwen siperyè materyèl manbràn ki pi avanse ki disponib kounye a.
Atravè eksperyans kontwòl konbine avèk simulation dinamik molekilè, otè yo te jwenn ke de molekil monomè yo te òganize espontaneman nan yon rezo nanopore ki genyen de dimansyon nan kòmansman reyaksyon an, epi kwasans lan anwo nan nanotub yo te kondwi pa aksyon kapilè nan nanopor yo.
Figi: Dyagram eskematik yon manbràn poliamid ki genyen plizyè dimansyon ak yon estrikti NoN, konpare kòt a kòt ak yon manbràn poliamid planè ki genyen de dimansyon.
Etid sa a bay bonjan apèsi sou ki jan entèraksyon fizik ak chimik entèraksyon pwòp tèt ou rasanble molekil nan gwo-echèl konplèks yerarchik nanostrikti anba kondisyon anbyen, epi ouvè nouvo chemen pou devlopman nan manbràn pou pirifye dlo ki gen dimansyon melanje. Rezilta yo ki gen rapò yo te pibliye nan Nature Water anba tit entèfas oto-òganizasyon nan gwo-zòn melanje-dimansyon manbràn polyamid pou nanofiltrasyon rapid akeuz, ak Si-Hua Liu kòm premye otè a.
Rezime: Isit la, nou avèk siksè anplwaye yon apwòch polikondansasyon entèfas pou reyalize gwo-echèl fabwikasyon manbràn polyamid ki genyen dimansyon melanje nan yon sèl etap. Achitekti inik NoN a ouvri wout la pou manbràn NF enèji efikas ki montre pèmeyabilite dlo siperyè ak selektivite dlo-sèl. Pwosesis fabwikasyon sa a ka fasilman ogmante lè l sèvi avèk kouch woulo liv-a-woulo epi li gen aplikasyon pratik pwomèt nan pwodiksyon dlo pou bwè ak tretman dlo ize minisipal ak endistriyèl. Sur teyorik yo te jwenn nan travay sa a revele konpleksite polikondansasyon entèfasyal, espesyalman nan eksplwate entèraksyon ki genyen ant entèraksyon fizik ak chimik entèfas. Otè yo kwè ke rezilta sa yo bay enspirasyon pou devlopman nan teknoloji avanse nanofabrication pou sekirite dlo.