Comme de nombreux chimistes le savent, le procédé de distillation membranaire (MD) a gagné en popularité et en attention pour le traitement salin, notamment en raison de son rejet de sel extrêmement élevé (la valeur théorique jusqu'à 100%). Dans MD, la membrane hydrophobe sert de noyau et de partie importante de la réalisation de la séparation en deux phases. Cependant, le phénomène de mouillage de la membrane existant limite toujours le fonctionnement stable à long terme et l'efficacité de séparation.

Zhaoliang Cui, professeur au Collège de génie chimique de l'Université Nanjing Tech, et ses collègues ont trouvé une solution prometteuse pour résoudre ce problème en préparant une membrane de copolymère hydrophobe poly(fluorure de vinlidène-co-hexafluoropropylène) (PVDF-HFP) pour améliorer la surface hydrophobie. Leur étude a été publiée en ligne dans Frontiers of Chemical Science and Engineering le 28 mars 2022.

Dans cette étude, un matériau polymère fluoré hydrophobe, le PVDF-HFP, a été choisi comme matériau de membrane pour préparer une membrane poreuse pour une application de distillation membranaire. La méthode de séparation de phase induite thermiquement (TIPS) a été utilisée pour préparer la membrane, qui est une méthode de fabrication courante. Afin de réduire les dommages causés par la volatilisation du solvant utilisé à haute température pendant le processus TIPS, le diluant vert et respectueux de l'environnement citrate d'acétyle tributyle (ATBC) a été utilisé.

Selon le diagramme de phase du système PVDF-HFP/ATBC, il y avait une large région de phase liquide-liquide parmi la gamme de concentrations de polymères préparés (25-40% en poids), indiquant qu'une séparation de phase liquide-liquide se produit. En conséquence, une structure bi-continue finale peut être obtenue. La connectivité des pores, la perméabilité et les propriétés mécaniques d'une telle structure bénéficieront au transfert de masse lors du processus de séparation. L'angle de contact de surface, la porosité, la résistance à la traction et l'allongement aux ruptures des membranes préparées dans cette étude étaient jusqu'à 123,87 ^o , 60,43 %, 5,89 MPa et 396,85 %, respectivement.

Ensuite, les membranes PVDF-HFP préparées ont été appliquées dans le processus de distillation membranaire traitant une solution saline de NaCl à 3,5 % en poids. Premièrement, les performances de dessalement de base ont été testées à différentes températures d'alimentation, ce qui a montré que le flux de perméat restait proportionnel à la température d'alimentation. Ceci est conforme à la connaissance commune. De plus, pendant une période de test plus longue, la membrane préparée avait un flux de distillation membranaire stable et n'était pas mouillée (la conductivité imprégnée était toujours d'environ 2–3 mS·cm ⁻¹ ). Ce sont tous des résultats passionnants et satisfaisants.

Cui et son équipe poursuivront leur étude sur la préparation de membranes hydrophobes ou super-hydrophobes pour des applications de distillation membranaire. Ils espèrent préparer suffisamment de membranes hydrophobes fonctionnelles pour atteindre l'objectif final de zéro rejet liquide de solution saline gaspillée afin de pouvoir recycler les matières premières industrielles et les ressources en eau. + Explorer plus loin

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