Hydrophiles ZIF-8 verbessert die Leistung von Umkehrosmosemembranen

Die Forschung beweist, dass die Integration von tanninsäure-modifiziertem ZIF-8 in die Umkehrosmosemembranen zu einer erheblichen Steigerung der Permeabilität führt und die Salzrückhaltung verbessert.

Metallorganische Gerüste (MOFs) werden aufgrund ihrer hervorragenden Leistung und Vielseitigkeit häufig für die Entwicklung von Nanokompositmembranen verwendet. Ihre inhärente Hydrophobie begrenzt jedoch ihre Anwendung in Nanokompositmembranen. Um die Hydrophilie von Zeolith-Imidazolat-Framework-8 (ZIF-8) zu verbessern, wurde es mit Hilfe von Gerbsäure (TA) durch Ätzen modifiziert, was zu einer TA-ZIF-8-Nanostruktur mit einer hydrophilen Hülle führte. TA-ZIF-8 wurde anschließend in die wässrige Phase eingebracht und zur Herstellung einer Umkehrosmosemembran mit Nanokompositmatrix durch Grenzflächenpolymerisation (IP) verwendet.

Veranstaltungstipp: Funktionelle Beschichtungen

Beschichtungen sollen inzwischen nicht mehr nur gut aussehen und vor Korrosion schützen. So gut und wichtig beide Eigenschaften sind, viele Kund:innen wollen mehr. Viele dieser Anforderungen lassen sich mit dem Begriff „Funktionale Beschichtungen“ beschreiben. Beliebte Schlagwörter, die hier oft fallen, sind anti-Eis, anti-Graffiti, Selbstheilung oder die oft genannte Haifischhaut. Manche dieser Eigenschaften sind inzwischen gut erforscht und am Markt etabliert, andere haben noch praktische Hürden zu überwinden. Welche funktionellen Beschichtungen zu welcher dieser Kategorien gehören, vermittelt Ihnen das FARBE UND LACK // Seminar „Funktionelle Beschichtungen“ am 26.11.2024 in Essen. Es bleibt kein Geheimnis, welche Mechanismen hinter den verschiedenen modernen Funktionalitäten stecken und welche Rolle die Nanotechnologie spielt. Wenn Sie Ihren Kund:innen Beschichtungen mit dem gewissen Extra liefern wollen, sollten Sie dieses Seminar besuchen.

Die hergestellte Nanokomposit-Umkehrosmosemembran wies eine Oberfläche mit guter Hydrophilie auf, und der Durchfluss von reinem Wasser stieg auf 55,28 l m-2 h-1 (etwa das 1,74-fache). Darüber hinaus wurde durch die Einführung von TA-ZIF-8 die Elektronegativität der Membranoberfläche deutlich erhöht, und die Nanopartikel waren mit der Polyamidschicht kompatibel, was zu einer Salzrückweisungsrate von bis zu 99,5 % für eine NaCl-Lösung mit einer Konzentration von 32000 ppm führte. Diese Ergebnisse weisen auf ein großes Potenzial für die Anwendung von hydrophil modifiziertem ZIF-8 auf Umkehrosmosemembranen hin.

Diese Forschungsarbeit wurde im Journal of Coatings Technology and Research, Band 21, 2024, veröffentlicht.