Un groupe de recherche dirigé par le professeur Wan Yinhua de l'Institute of Process Engineering (IPE) de l'Académie chinoise des sciences a développé une nouvelle membrane de nanofiltration (NF) hautement perméable et résistante aux acides pour un traitement efficace des eaux usées acides.

L'étude a été publiée dans Revue de génie chimique le 14 août.

NF est une technologie de séparation économe en énergie et respectueuse de l'environnement pour le traitement des eaux usées industrielles. Cependant, la plupart des membranes en polyamide NF disponibles dans le commerce présentent une faible stabilité dans des solutions fortement acides en raison de l'hydrolyse de la liaison amide.

Dans cette étude, les chercheurs ont préparé une membrane NF résistante aux acides avec des propriétés de couche de séparation accordables sur la base d'une simple activation de surface assistée, procédé de polymérisation interfaciale (IP) en plusieurs étapes.

Dans la stratégie, un monomère aqueux nouveau et peu coûteux (3-aminobenzènesulfonamide, ABSA) a été utilisé pour réagir avec du chlorure de trimésoyle (TMC) pour préparer une couche intermédiaire de poly(amide-sulfonamide) (PASA), suivi de l'activation de surface, et enfin une couche supérieure PASA sans défaut a été construite sur l'intercalaire.

La structure sulfonamide stable de l'ABSA pourrait empêcher l'attaque directe de l'acide. Surtout, avec l'augmentation des couches PASA empilées, la membrane a montré une meilleure continuité et une plus grande sélectivité, principalement parce que la quantité plus élevée de monomères pourrait accélérer le processus IP et inhiber la réaction excessive entre ABSA et TMC.

De façon intéressante, en raison de l'hydrolyse de la couche naissante de PASA pendant le processus d'activation de surface, la couche intermédiaire PASA activée a montré une hydrophilie de surface accrue, douceur et électronégativité, ce qui pourrait favoriser les réactions IP ultérieures pour former une couche de séparation sans défaut avec une perméabilité et des rejets de sel plus élevés.

Bénéficiant du fort effet d'exclusion de taille, la membrane présentait un rejet de colorant souhaitable dans des conditions acides ainsi qu'une efficacité de décoloration acceptable des eaux usées d'élution de la résine réelle. De plus, il a également montré une excellente résistance aux acides ainsi que des performances antisalissures satisfaisantes et une stabilité à long terme.

"Ce travail fournit une stratégie à faible coût pour augmenter la perméabilité et la capacité antisalissure de la membrane NF résistante aux acides. Il est prometteur d'être appliqué dans le traitement des eaux usées acides dans les industries du textile et de la transformation alimentaire, " a déclaré le professeur Luo Jianquan de l'IPE, l'auteur correspondant de l'étude.