view in publisher's site

Novel Polysulfone/Carbon Nanotube-Polyamide Thin Film Nanocomposite Membranes with Improved Water Flux for Forward Osmosis Desalination

Forward osmosis (FO) is a promising alternative to reverse osmosis (RO) in membrane-based water desalination. In the current study, carboxylated multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) were incorporated in a polyamide (PA) layer formed on top of a polysulfone porous support, resulting in a thin film nanocomposite (TFN) membrane. The amount of MWCNTs was varied (0.01, 0.05, 0.1, and 0.2 wt/vol %). The FO performance was investigated using deionized water as the feed solution and 2 M NaCl as the draw solution. It was found that the carboxylated MWCNTs enhanced the membrane hydrophilicity, surface roughness, and porosity. Such combined effects are believed to have led to enhanced FO water flux. TFN 0.2 showed the highest FO water flux of 73.15 L/m2 h, an improvement of 67% compared to the blank thin-film composite (TFC) membrane and significantly better than the values reported in the literature. Direct observation by transmission electron microscopy revealed the presence of some open-ended CNTs favorably oriented across the PA layer. Those are believed to have facilitated the transport of water through their inner cores and contributed to the increase in water flux. However, this was at the expense of salt rejection and reverse solute flux performance. The best performing membrane was found to be TFN 0.01. It exhibited a salt rejection of 90.1% with a FO water flux of 50.23 L/m2 h, which is 13% higher than the TFC membrane, and a reverse solute flux of 2.76 g/m2 h, which is 21% lower than the TFC membrane. This TFN 0.01 membrane also outperformed the TFN membranes reported in the literature.

Polysulfone Novel / کربن Nanotube - مواد غذایی Thin nanocomposite Membranes با جریان آب بهبود یافته برای Desalination Osmosis به جلو

اسمزی به جلو (FO)یک جایگزین امیدبخش برای نفوذ اسمزی (RO)در نمک‌زدایی از آب است. در مطالعه حاضر، نانولوله های کربنی carboxylated multiwalled (MWCNT)در یک لایه پلی‌آمید (PA)که در بالای یک پشتیبان متخلخل polysulfone تشکیل‌شده، ترکیب شد و منجر به غشا نازک film (tfn)شد. مقدار MWCNT ها متفاوت بود (۰۱، ۰.۰۵، ۰.۱، و ۰.۲ wt % %). عملکرد FO با استفاده از آب دیونیزه به عنوان محلول تغذیه و ۲ M NaCl به عنوان محلول کشش مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد که MWCNT های carboxylated غشا hydrophilicity، چسبندگی سطحی و تخلخل را افزایش دادند. باور بر این است که چنین اثرات ترکیبی منجر به افزایش شار آب خارجه می‌شوند. tfn ۰.۲، بالاترین شار آب FO of L / m۲ h را نشان داد که بهبود ۶۷ % نسبت به غشا نازک لایه نازک (TFC)و به طور قابل‌توجهی بهتر از مقادیر گزارش‌شده در ادبیات است. مشاهده مستقیم توسط میکروسکوپ الکترونی انتقالی نشان داد که وجود برخی CNT های باز به طور مطلوب جهت گیری در لایه PA مشهود است. آن‌ها معتقدند که انتقال آب از طریق هسته‌های داخلی خود را تسهیل کرده و به افزایش شار آب کمک کرده‌اند. با این حال، این کار به قیمت رد نمک و عملکرد شار حل شونده معکوس انجام شد. بهترین غشا نمایشی پیدا شد که tfn ۰.۰۱. با شار آب FO of L / m۲ h، که ۱۳ % بیشتر از غشا TFC است، و یک شار حل شونده معکوس of g / m۲ h که ۲۱ درصد کم‌تر از غشا TFC است را نشان می‌دهد. این غشا tfn ۰.۰۱ نیز به غشاهای tfn گزارش‌شده در ادبیات پیشی گرفته‌است.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.