La nanofiltration (NF) est une technologie de pointe pour le traitement des eaux usées contenant des micropolluants organiques (PMO).

Récemment, 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 membrane de nanofiltration d'oxyde de graphène stable avec une taille de pores uniforme pour éliminer les OMP.

L'étude a été publiée dans le Revue de génie chimique le 20 janvier.

Il propose de combiner la stratégie d'amplification du signal et la chimie des défauts pour réduire la distribution de la taille des pores de la membrane, offrant ainsi une méthode prometteuse pour la préparation de membranes NF hautement sélectives.

L'oxyde de graphène (GO) montre un grand potentiel dans le tamisage moléculaire pour une utilisation en NF. Les membranes GO sont généralement préparées par empilement de nanofeuillets GO sur une couche support poreuse. Cependant, l'utilisation des membranes GO est limitée en raison de leur faible stabilité en milieu aqueux.

En outre, des défauts importants résultant d'un dépôt non uniforme de nanofeuillets GO peuvent entraîner une faible capacité de rétention des membranes et peuvent également provoquer un encrassement important des membranes.

Dans leur étude, les chercheurs ont proposé une stratégie de modification ciblée pour simultanément améliorer la capacité antifouling des membranes GO et réguler leurs nanocanaux.

Ions ferriques (Fe 3 ⁺ ) sont d'abord ajoutés à la solution GO pour préparer une membrane GO stable (GO-Fe). "Le Fe ajouté 3 ⁺ peut amplifier le signal des défauts sur la membrane GO-Fe où des défauts transversaux plus importants se forment en raison de l'interaction répulsive entre les nanofeuillets GO adjacents, " a déclaré le professeur Luo Jianquan de l'IPE.

La surface de la membrane GO-Fe est ensuite modifiée par une couche de revêtement ciblée constituée d'acide tannique-aminopropyltriéthoxysilane (TA-APTES), et les plus grands défauts de membrane avec plus de Fe 3 ⁺ sont ensuite rapiécés par le revêtement TA-APTES plus épais. Un tel revêtement TA-APTES "moucheté" peut simultanément améliorer la capacité antisalissure et réduire la distribution de la taille des pores du Fe 3 ⁺ -membrane GO à médiation.

« Par rapport aux membranes polyamide NF du commerce, notre membrane GO avec revêtement ciblé montre des rejets plus élevés et plus stables sur divers OMP, même en fonctionnement à long terme, filtration tangentielle ou sous haute pression, " a déclaré le professeur Luo.