Mit Ruß beschichtete Membranen für die Aufbereitung von Salzwasser
Forscher beschreiben die Herstellung und Charakterisierung von mit Ruß beschichteten Membranen für die Aufbereitung von Salzwasser durch Membrandestillation.
Die Membrandestillation (MD) ist ein vielversprechender Ansatz zur Bekämpfung der Wasserknappheit, da sie eine hohe Wasserrückgewinnung bei der Entsalzung ermöglicht. Allerdings sind der hohe Energieverbrauch und der Rückgang des Permeatflusses die Hauptprobleme der MD-Entsalzung. Nanophotonische Materialien wie Ruß (CB) wurden eingesetzt, um die Leistung der MD zu verbessern und den Energieverbrauch in Gegenwart von Sonnenlicht zu senken. Die Forscher haben nun verschiedene Beschichtungsverfahren für die Bildung einer gleichmäßigen Schicht aus CB-Partikeln auf Polytetrafluorethylen- (PTFE) und Polyvinylidenfluorid-Membranen untersucht.
Zunahme der Hydrophilie
Die beschichteten Membranen wurden hergestellt und mittels Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie und Rasterelektronenmikroskopie charakterisiert. Kontaktwinkelmessungen zeigten eine Zunahme der Hydrophilie nach Zugabe von CB. Beide Membrantypen wiesen mit dem Zusatz von CB einen Anstieg des Permeatflusses und der Salzrückweisung auf, wobei die mit 0,5 % CB beschichtete PTFE-Membran den höchsten Wasserfluss mit 14,6 L/m2 h (LMH) im Vergleich zu einer kommerziellen Kontrolle mit einem Fluss von 8,0 LMH aufwies. Die Auswirkungen verschiedener Parameter auf die Leistung der hydrophilen CB-beschichteten PTFE-Membran wurden untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die entwickelte CB-Beschichtung vorteilhaft sein kann, um die Leistung von MD-Membranen zu verbessern.
Die Studie wurde im Journal of Coatings Technology and Research, Band 20, Ausgabe 4, Juli 2023, veröffentlicht.