مواد و ساخت پیشرفته

توسعه غشاهای پلیمری کارآمد برای تصفیه فاضلاب روغنی امولسیون شده اهمیت زیادی دارد اما همچنان چالش­برانگیز است که توسط شار کم و رسوب شدید غشاء محدود شده است. استفاده از غشاهای ذاتاً آبگریز با آب­دوستی عالی و بنابراین مقاوم در برابر رسوب­های روغنی به عنوان یک روش آسان و جهانی بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

بر اساس مطالعات جدید، با الهام از ماهی و صدف آب شور، یک طراحی سطح زویتریونیک ظریف از طریق مونتاژ  اکسید آمینوپروپیل دی متیل آمین-3 (APDMAO[1]) و دوپامین گزارش شده است. APDMAO با بهره‌گیری از بخش‌های با بار مثبت و بار منفی با اتصال مستقیم (N+-O-) ، می‌تواند به شدت با مولکول‌های آب از طریق پیوندهای هیدروژنی تعامل داشته باشد، بنابراین یک مانع هیدراتاسیون قوی را تشکیل می‌دهد، همانطور که توسط شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی (MD[2]) و طیف سنجی ارتعاشی تولید فرکانس مجموع (SFG[3]) آشکار شده است. علاوه بر این، APDMAO می­تواند با دوپامین از طریق فعل و انفعالات کووالانسی و غیرکووالانسی پیوند برقرار کند تا رفتار پوشش را تنظیم کند و پایداری پوشش را بهبود بخشد.

به دلیل آب دوستی APDMAO و چسبندگی متمایز پلی دوپامین، غشای اصلاح شده فوق آب­دوستی قوی، فوق  چربی­گریزی در زیر آب و قابلیت ضد رسوب روغنی را نشان می‌دهد. در نتیجه، غشایی با نفوذپذیری آب فوق‌العاده 5163 L m−2 h−1 bar−1 همراه با روغن­گریزی عالی 99.7 درصد برای جداسازی امولسیون روغن معدنی در آب دست می‌یابد. علاوه بر این، نشان داده شده است عملکرد جداسازی در طول 20 سیکل فیلتراسیون امولسیونی نسبتاً پایدار باقی می ماند.

غشای اصلاح شده همچنین دوام و خاصیت ضد باکتریایی مورد نظر را نشان می­دهد که نوید بزرگی در اصلاح عملی فاضلاب روغنی می­باشد.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0376738822005749