Сотрудники базовой кафедры неорганической химии и материаловедения ИОНХ РАН им. Н.С. Курнакова и факультета химии НИУ ВШЭ разработали новый тип гибридных ионообменных мембран, предназначенных для очистки морской воды. В отличие от традиционных мембранных фильтров, они способны полностью очистить воду от избыточной концентрации солей, рассказали в пресс-службе факультета химии НИУ ВШЭ. Результаты исследования опубликованы в журнале Desalination.

 

Мембранные фильтры используются для получения пресной питьевой воды из морской. Такая система очистки особенно актуальна для территорий с выходом к морю, где наблюдается недостаток пресной воды. Однако современные фильтры пропускают частицы солей, из-за чего осадки повреждают водоочистительные установки.

«Большинство анионообменных мембран селективны именно к двухзарядным анионам: сульфатам (SO42-) или карбонатам (CO32-). Такие анионы с большей вероятностью вступают в реакцию и выпадают в осадок, что в промышленных масштабах приводит к выходу из строя установок по водоочистке из-за образования осадков солей в модулях концентрата. Поэтому получение анионообменных мембран, селективных к однозарядным анионам (хлоридам Cl-, нитратам NO3-), — важное направление промышленной водоподготовки», — говорится в сообщении пресс-службы.

Исследователи факультета химии НИУ ВШЭ и ИОНХ РАН опробовали новый способ получения анионообменных мембран, селективных к однозарядным ионам. Они ввели в поры готовой мембраны фосфат церия с кислыми фосфатными группами в структуре, который плохо растворяется в воде, за счет чего не пропускает соль.

«Сначала поверхность мембран обработали раствором соли церия, затем солью фосфорной кислоты. Химическая реакция между солями привела к образованию наночастиц фосфата церия, поверхность которого заряжена отрицательно. В растворе морской воды также присутствуют отрицательно заряженные частицы. Сталкиваясь друг с другом, эти отрицательные частицы отталкиваются. Причем по закону Кулона: чем выше величина их заряда, тем сильнее частицы будут отталкиваться друг от друга. Так, сульфаты с зарядом -2 будут отталкиваться от пор мембраны с частицами фосфата церия сильнее, чем, например, однозарядные хлориды. Это, по мнению исследователей, одна из причин повышения селективности таких мембран к однозарядным анионам», — сказано в исследовании.

Материал подготовила Марианна Еркнапешян.