Membrane rivestite in nero carbone per il trattamento delle acque saline

I ricercatori descrivono la preparazione e la caratterizzazione di membrane rivestite di nerofumo per il trattamento dell'acqua salina mediante distillazione a membrana.

La distillazione a membrana (MD) è un approccio promettente per affrontare la scarsità d’acqua grazie alla sua capacità di ottenere un elevato recupero dell’acqua nella desalinizzazione. Tuttavia, l’elevato consumo di energia e la diminuzione del flusso di permeato sono problemi chiave della desalinizzazione MD. Materiali nanofotonici come il nero di carbonio (CB) sono stati utilizzati per migliorare le prestazioni MD e ridurre il consumo di energia in presenza di luce solare. I ricercatori hanno ora studiato diverse procedure di rivestimento per la formazione di uno strato uniforme di particelle CB su membrane di politetrafluoroetilene (PTFE) e fluoruro di polivinilidene.

Le membrane rivestite sono state prodotte e caratterizzate utilizzando la spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier e la microscopia elettronica a scansione. Le misurazioni dell'angolo di contatto hanno dimostrato un aumento dell'idrofilicità dopo l'aggiunta di CB. Entrambi i tipi di membrane hanno mostrato un aumento del flusso del permeato e della reiezione del sale con l'aggiunta di CB, con la membrana in PTFE rivestita con lo 0,5% di CB che ha il flusso d'acqua più elevato, raggiungendo 14,6 L/m2 h (LMH) rispetto ad un controllo commerciale avente un flusso di 8,0 LMH. Sono stati esaminati gli effetti di diversi parametri sulle prestazioni della membrana idrofila in PTFE rivestita con CB. I risultati hanno dimostrato che il rivestimento CB sviluppato può essere vantaggioso per migliorare le prestazioni delle membrane MD.

Lo studio è stato pubblicato sul Journal of Coatings Technology and Research, volume 20, numero 4, luglio 2023.