Nghiên cứu này khám phá hiệu ứng tương hỗ của Triethanolamine (TEA) và polyethylene glycol (PEG) như các phụ gia trong công thức của màng polyvinylidene fluoride (PVDF), nhằm cải thiện hiệu suất của chúng trong xử lý nước thải ngành dệt. Các màng lọc thu được đã cho thấy sự cải thiện về độ thấm nước, độ thông thoáng và khả năng chống bám bẩn, góp phần vào quá trình lọc hiệu quả và bền vững hơn.
Nước thải ngành dệt đặc trưng bởi hàm lượng cao các chất nhuộm, hóa chất và hợp chất hữu cơ, gây ra những rủi ro đáng kể đối với môi trường và sức khỏe con người. Các phương pháp xử lý thông thường thường không hiệu quả trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm này. Màng PVDF được sử dụng rộng rãi trong các quá trình lọc siêu vi do độ bền hóa học và sức mạnh cơ học của chúng. Tuy nhiên, tính chất kị nước của chúng dẫn đến vấn đề bám bẩn nghiêm trọng, làm giảm hiệu quả lọc theo thời gian. Nghiên cứu này giới thiệu Triethanolamine và PEG như các chất điều chỉnh để cải thiện các tính chất của màng PVDF.
Vật liệu và Phương pháp
Sản xuất Màng
PVDF được sử dụng làm polymer cơ sở. Triethanolamine và PEG được bổ sung như các phụ gia với nồng độ khác nhau để khám phá ảnh hưởng của chúng đối với tính chất của màng. Các màng được chuẩn bị sử dụng phương pháp đảo pha. Các dung dịch được đổ trên các tấm kính và ngâm trong bể đông tụ nước để gây ra sự phân tách pha.
Đặc tính
Các màng được điều chỉnh đã được đặc tính cho:
Độ thấm nước bề mặt bằng cách đo góc tiếp xúc.
Hình dạng thông qua kính hiển vi điện tử quét (SEM).
Độ bền cơ học thông qua thử nghiệm kéo.
Độ thông thoáng và khả năng chống bám bẩn qua các thử nghiệm lọc kiểm soát sử dụng nước thải ngành dệt tổng hợp.
Kết quả
Độ thấm nước và Hình dạng
Việc bổ sung Triethanolamine và PEG đã giảm đáng kể góc tiếp xúc của màng PVDF, cho thấy sự cải thiện về độ thấm nước bề mặt. Phân tích SEM tiết lộ cấu trúc có lỗ chân lông nhiều hơn, có lợi cho độ thông thoáng và giảm bám bẩn.
Hiệu suất Cơ học và Lọc
Các tính chất cơ học của màng vẫn vững chắc, với sự thay đổi nhẹ tuỳ thuộc vào nồng độ của các phụ gia. Các thử nghiệm lọc đã cho thấy sự gia tăng đáng kể trong lưu lượng thấm và giảm tỷ lệ bám bẩn, cho thấy các màng được điều chỉnh là hiệu quả hơn trong việc lọc nước thải ngành dệt.
Khả năng Chống Bám Bẩn
Các thí nghiệm bám bẩn cho thấy các màng được điều chỉnh có khả năng chống bám bẩn hữu cơ tốt hơn, chủ yếu do độ thấm nước bề mặt tăng lên và cấu trúc lỗ chân lông tối ưu hóa.
Thảo luận
Việc bổ sung Triethanolamine và PEG vào màng PVDF giúp điều chỉnh các tính chất của màng để đối phó với các thách thức cụ thể trong xử lý nước thải ngành dệt. Độ thấm nước bề mặt được cải thiện đáng kể giúp giảm khả năng bám bẩn, đây là một hạn chế lớn của các màng PVDF thông thường. Hơn nữa, cấu trúc lỗ chân lông được tối ưu hóa góp phần vào lưu lượng thấm cao hơn và hiệu quả loại bỏ chất ô nhiễm tốt hơn.
Kết luận
Nghiên cứu này trình bày một phương pháp hứa hẹn để cải thiện hiệu suất của màng lọc siêu vi PVDF bằng cách bổ sung Triethanolamine và PEG. Những thay đổi này dẫn đến các màng có độ thấm nước, độ thông thoáng và khả năng chống bám bẩn tốt hơn, làm cho chúng phù hợp hơn với các điều kiện khắc nghiệt của xử lý nước thải ngành dệt. Các nghiên cứu tiếp theo có thể khám phá sự ổn định hoạt động lâu dài của các màng này và hiệu quả của chúng trên nước thải công nghiệp thực tế.
Tài liệu tham khảo
Journal of Membrane Science: Các nghiên cứu mới nhất về công nghệ màng cho xử lý nước thải.
Environmental Science & Technology: Những tiến bộ gần đây trong các phụ gia cho việc sản xuất màng.
Nghiên cứu này nổi bật tiềm năng của các màng PVDF được điều chỉnh hóa học trong việc đối phó với một số thách thức quan trọng trong lĩnh vực xử lý nước thải, đặc biệt là trong ngành công nghiệp dệt.