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Jul 21, 2023

Moule

3 août 2023 Cet article a été révisé conformément au processus éditorial et aux politiques de Science X. Les éditeurs ont mis en avant les attributs suivants tout en garantissant la crédibilité du contenu :

3 août 2023

Cet article a été révisé conformément au processus éditorial et aux politiques de Science X. Les éditeurs ont mis en avant les attributs suivants tout en garantissant la crédibilité du contenu :

faits vérifiés

publication évaluée par des pairs

source fiable

relire

par l'Université de Bath

Les ingénieurs ont développé un nouveau type de membrane qui sépare les produits chimiques présents dans les eaux usées de manière si efficace qu'ils peuvent être réutilisés, offrant ainsi aux industries une nouvelle opportunité d'améliorer la durabilité, tout en extrayant les sous-produits et produits chimiques précieux des eaux usées.

Créée pour être utilisée dans le traitement des eaux usées, la membrane nanoporeuse composite à couche mince connue sous le nom de TFC NPM, présente une capacité « sans précédent » à séparer les sels et autres composants chimiques de l'eau, et pourrait conduire à un traitement et une gestion plus durables de l'eau dans une gamme des industries.

Un article de recherche publié aujourd'hui, le 3 août, dans Nature Water détaille les performances de la membrane et explique comment ses propriétés uniques, dont certains aspects sont inspirés des moules, pourraient ouvrir la voie à une gestion plus durable de l'eau dans des industries telles que l'industrie pharmaceutique, pétrolière et gazière. , textiles et transformation des aliments. L'article est rédigé par des universitaires de l'Université de Bath au Royaume-Uni, ainsi que par des collègues basés en Chine, en Corée du Sud, à Singapour, en Australie et en Belgique.

Ils affirment que la membrane pourrait remplacer les équivalents actuels utilisés en électrodialyse, un processus utilisé pour traiter l'eau en transportant des ions à travers des membranes d'une solution à une autre sous l'effet d'un courant électrique. Les membranes existantes sont coûteuses et peuvent atteindre des efficacités de séparation de 90 à 95 %. Les auteurs du nouveau travail affirment que le nouveau TFC NPM peut améliorer considérablement ce point, avec des rendements de plus de 99 %, tout en utilisant moins d'énergie à moindre coût.

Le Dr Ming Xie, maître de conférences en génie chimique à l'Université de Bath et l'un des auteurs de l'article, affirme que la membrane pourrait conduire à un changement de réflexion sur le traitement des eaux usées. Il déclare : « Traditionnellement, de nombreuses industries considèrent les eaux usées qu'elles génèrent comme un déchet commercial qui représente un coût nécessaire pour l'entreprise.

"Des technologies telles que la membrane que nous avons créée peuvent nous aider à prendre des mesures pour réduire les émissions de carbone en réduisant les besoins énergétiques du traitement des eaux usées, tout en trouvant des moyens de séparer efficacement les composants qu'elles contiennent, tels que les produits chimiques, les sels, l'énergie, la biomasse et les nutriments, avant en les réutilisant comme sous-produits à haute valeur ajoutée. »

Les chercheurs se sont inspirés des moules lors de la conception du revêtement sur la surface de la membrane, composé de polymère polyéthylèneimine (PEI) et de polydopamine (PDA), un composé que les moules excrètent et utilisent pour adhérer aux roches ou au bois dans des conditions humides. Le caractère collant du revêtement rend la membrane très sélective, permettant à l'eau de passer à travers mais bloquant les autres composés et matières organiques. Ce processus en plusieurs étapes permet d'améliorer la filtration de l'eau et de constituer un moyen très efficace et à faible consommation d'énergie de fractionner (ou de séparer) les produits chimiques individuellement.

L'électrodialyse est une technologie qui a montré son adaptabilité à plusieurs applications, en l'occurrence la gestion de flux de déchets hautement salins. Dans le processus d'électrodialyse, le potentiel électrique est utilisé pour faire passer les ions positifs et négatifs des sels dissous à travers une membrane synthétique semi-perméable séparée.

Au cours des tests, les chercheurs ont utilisé quatre antibiotiques – la ceftriaxone sodique, le céfotaxime sodique, la carbénicilline disodique et l'ampicilline sodique – pour prouver les performances de filtration électromotrice de la membrane revêtue de PDA/PEI. La membrane a montré une efficacité de récupération sans précédent en éliminant les antibiotiques des solutions d'eau salée (eau et chlorure de sodium NaCl), avec une efficacité de dessalement de plus de 99,3 % et une récupération des antibiotiques de plus de 99,1 %.