Nanofiltreringsmembran används vanligtvis för att behandla färgavlopp.2-piperazinkarboxylsyrafungerar som en monomer i tunna-filmkompositmembran (TFC) som används vid nanofiltrering. Närmare bestämt fungerar den under vattenfasen i gränsytpolymerisationsprocessen (IP) genom att bilda tunna polyamidfilmer på ett underliggande stödmembran. I en nyligen genomförd studie (Tang et al., 2023) har sådana nya lösa nanofiltreringsmembran av polyamid visat sig vara för effektivare än konventionella nanofiltreringsmembran när det gäller att behandla färgavloppsvatten.
Den bakomliggande mekanismen är att karboxylsyragruppen i 2-piperazinkarboxylsyra har modifierat membranets egenskaper. Först och främst ökar den befintliga karboxylgruppen membranets polaritet, vilket resulterar i förbättrad motståndskraft mot kontaminering och förbättrad antifouling-prestanda. För det andra minskar den funktionella karboxylsyragruppen reaktiviteten hos aminställena, vilket resulterar i ett lösare polyamidskikt med större porstorlek. Den balanserade kombinationen av porstorlek och Donnan-effekt kan åstadkomma exakt separation med hög permeabilitet. Sist men inte minst ger karboxylgruppen negativ ytladdning på membranet vilket är viktigt för elektrostatiska interaktioner vid separation.
Genom att modifiera med 2-piperazinkarboxylsyra är det resulterande membranet mer kapabelt att separera organiska färgämnen och oorganiska salter. Det uppvisar också högre vattenpermeabilitet, vilket är ett kritiskt mått när man bedömer membranprestanda. Dessutom kan användare och forskare justera koncentrationen av 2-piperazinkarboxylsyra för att anpassa membranets prestanda för olika ändamål.
Hänvisning:
1. Tang, S., Chen, Y., Zhang, H., Zhang, T., Wang, P., & Sun, H. (2023). Ett nytt löst nanofiltreringsmembran med hög permeans och anti-fouling-prestanda baserat på vattenhaltig monomer piperazin-2-karboxylsyra för effektiv färgämnes-/saltseparation. Chemical Engineering Journal, 475, 146111. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.146111