ข้อกำหนดสำหรับวัสดุรองรับในคอมโพสิตเมมเบรนคืออะไร และวัสดุรองรับที่ใช้กันทั่วไปสำหรับเมมเบรนคอมโพสิต

วัสดุรองรับในคอมโพสิตเมมเบรนต้องเป็นไปตามข้อกำหนดหลายประการเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพโดยรวมและความทนทานของเมมเบรน ข้อกำหนดเหล่านี้รวมถึง:

ความแข็งแรงทางกล: วัสดุรองรับต้องแข็งแรงทางกลไกมากพอที่จะทนต่อแรงดันและความเค้นระหว่างกระบวนการกรองเมมเบรน ช่วงของแรงดันและความเค้นที่วัสดุรองรับในเมมเบรนคอมโพสิตสามารถทนได้ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ รวมถึงคุณสมบัติของวัสดุ การออกแบบ ของโมดูลเมมเบรน และเงื่อนไขการทำงานของกระบวนการกรอง โดยปกติแล้ว ในระหว่างกระบวนการกรองเมมเบรน สารละลายป้อนจะถูกปั๊มผ่านโมดูลเมมเบรนที่อัตราการไหลและความดันที่แน่นอน แรงดันที่ตกคร่อมเมมเบรนสร้างแรงผลักดันที่ช่วยให้สารซึมผ่านเมมเบรนในขณะที่รักษาตัวละลายหรืออนุภาคในสารละลายฟีด วัสดุรองรับในเมมเบรนคอมโพสิตต้องสามารถทนต่อแรงดันและความเค้นที่เกิดจากฟีด สารละลายระหว่างกระบวนการกรองโดยไม่ทำให้เสียรูปหรือแตก แรงดันและความเค้นสูงสุดที่อนุญาตจะขึ้นอยู่กับความแข็งแรงเชิงกลและความเสถียรของวัสดุรองรับ

ทนทานต่อสารเคมี: วัสดุรองรับต้องทนทานต่อสารเคมีต่อสภาพแวดล้อมของกระบวนการ รวมถึงสารละลายป้อนและน้ำยาทำความสะอาด เมื่อพิจารณาความเข้ากันได้ทางเคมีในช่วงแรกของการเลือกเมมเบรน ความเข้ากันได้ทางเคมีของเมมเบรนรองรับและเมมเบรนกรองในเมมเบรนคอมโพสิต ควรเหมือนกันหรือคล้ายกันเพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพโดยรวมและความทนทานของเมมเบรน หากเมมเบรนรองรับและเมมเบรนกรองมีความเข้ากันได้ทางเคมีที่แตกต่างกัน จะนำไปสู่การเสื่อมสภาพ การบวม หรือการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ ในโครงสร้างเมมเบรน ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพการกรองและอายุการใช้งานของเมมเบรน ความเข้ากันได้ทางเคมีที่เหมือนกันหรือใกล้เคียงกันช่วยให้มั่นใจได้ถึงการยึดเกาะที่เหมาะสมและความเสถียรของเมมเบรนคอมโพสิต และป้องกันปฏิกิริยาเคมีใดๆ ที่อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของเมมเบรน

ปัจจัยอีกสามประการที่สำคัญมากเช่นกัน เสถียรภาพทางความร้อน แนวโน้มการเปรอะเปื้อนต่ำ และความเข้ากันได้ของโครงสร้างวัสดุ เนื่องจากวัสดุรองรับต้องมีอุณหภูมิเท่ากันกับเมมเบรนกรอง และสามารถทนต่อช่วงอุณหภูมิการทำงานของกระบวนการกรองเมมเบรนได้ ; วัสดุรองรับ ความเข้ากันได้อย่างใกล้ชิดกับความคล้ายคลึงกันทางโครงสร้างของวัสดุเมมเบรนกรองสามารถรับประกันการยึดเกาะที่เหมาะสมและความเสถียรของเมมเบรนคอมโพสิต แนวโน้มการเปรอะเปื้อนต่ำของวัสดุรองรับช่วยลดการเปรอะเปื้อนบนผิวเมมเบรนและยืดอายุการใช้งานของเมมเบรน

วัสดุรองรับที่ใช้กันทั่วไปสำหรับเมมเบรนคอมโพสิต ได้แก่ :

1. วัสดุโพลีเมอร์: วัสดุโพลีเมอร์ เช่น โพลีเอทิลีน โพลีโพรพิลีน และโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE) มักใช้เป็นวัสดุรองรับเนื่องจากต้นทุนต่ำ ทนทานต่อสารเคมีสูง และมีความยืดหยุ่น

2.วัสดุเซรามิก: วัสดุเซรามิก ได้แก่ อลูมินา เซอร์โคเนีย และซิลิกอนคาร์ไบด์ ถูกนำมาใช้ในเมมเบรนคอมโพสิตบางชนิด เนื่องจากมีความแข็งแรงเชิงกลสูง มีเสถียรภาพทางความร้อน และทนต่อสารเคมี

จากการวิเคราะห์ที่ครอบคลุมข้างต้น จะเห็นได้ว่าการเลือกวัสดุรองรับในเมมเบรนคอมโพสิตจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของกระบวนการกรอง รวมถึงคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของสารละลายฟีด สภาวะการทำงาน และประสิทธิภาพของเมมเบรนที่ต้องการ .

การอ้างอิง

1.Liu, C., & Huang, X. (2017). Preparation and characterization of composite membranes for water treatment: A review. Journal of Membrane Science, 527, 18-38. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2016.10.035

2.Soltani, M., & Madaeni, S. S. (2019). Composite membrane support materials for water and wastewater treatment: A review. Journal of Environmental Chemical Engineering, 7(4), 103197. https://doi.org/10.1016/j.jece.2019.103197

3.Zhang, Y., Li, J., & Chen, V. (2019). Recent developments in composite membrane supports for water and wastewater treatment: A review. Chemical Engineering Journal, 358, 1171-1188. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.10.067

4.Zhou, L., Li, W., Liu, X., & Li, J. (2019). Composite membrane support materials: Fabrication, characterization, and applications. Chemical Engineering Journal, 357, 778-792. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.09.052