Mit Ruß beschichtete Membranen zur 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 aufgrund ihrer Fähigkeit, bei der Entsalzung eine hohe Wasserrückgewinnung zu erreichen, ein vielversprechender Ansatz zur Bekämpfung der Wasserknappheit. Ein hoher Energieverbrauch und ein Rückgang des Permeatflusses sind jedoch zentrale Probleme bei der MD-Entsalzung. Nanophotonische Materialien wie Ruß (CB) wurden verwendet, um die MD-Leistung zu verbessern und den Energieverbrauch bei Sonnenlicht zu senken. Forscher haben nun verschiedene Beschichtungsverfahren zur Bildung einer gleichmäßigen Schicht aus CB-Partikeln auf Polytetrafluorethylen (PTFE)- und Polyvinylidenfluorid-Membranen untersucht.

Die beschichteten Membranen wurden mittels Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie und Rasterelektronenmikroskopie hergestellt und charakterisiert. Kontaktwinkelmessungen zeigten eine Zunahme der Hydrophilie nach Zugabe von CB. Beide Membrantypen zeigten bei Zugabe von CB einen Anstieg des Permeatflusses und der Salzabweisung, wobei die mit 0,5 % CB beschichtete PTFE-Membran den höchsten Wasserfluss aufwies und 14,6 l/m2 h (LMH) im Vergleich zu einer kommerziellen Kontrolle erreichte ein Fluss von 8,0 LMH. Es wurden die Auswirkungen verschiedener Parameter auf die Leistung der hydrophilen CB-beschichteten PTFE-Membran 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.