Chế tạo màng trao đổi cation polyvinyl alcohol/sulfosuccinic acid/glutaric anhydride ứng dụng cho quá trình khử mặn bằng công nghệ điện dung khử ion kết hợp màng trao đổi ion

Tóm tắt

     Vấn đề thiếu nước sạch sinh hoạt hiện nay đang ngày càng trở nên nghiêm trọng, do nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng cùng với tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu. Trước tình hình này, việc khử mặn các nguồn nước biển hay nước lợ được xem như một giải pháp khả thi. Công nghệ điện dung khử ion kết hợp màng trao đổi ion (MCDI) đã nhận được nhiều sự quan tâm trong vòng 15 năm qua, do có nhiều ưu điểm hơn so với các công nghệ khử mặn truyền thống như thẩm thấu ngược (RO) hay công nghệ điện thẩm tách (ED), bằng cách sử dụng một điện thế áp vào giữa hai điện cực được phủ màng trao đổi ion. Nghiên cứu này đã thành công trong việc chế tạo màng composite PVA/SSA/GA, một loại màng trao đổi cation rẻ tiền và thân thiện với môi trường, bằng phản ứng khâu mạng giữa sulfosuccinic acid (SSA) và glutaric anhydride (GA) với polyvinyl alcohol (PVA). Qua việc khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng SSA và GA trong màng, ta thấy rằng sự có mặt của SSA trong màng trao đổi cation giúp cải thiện độ trương nở của màng (98,5 % so với 38,2 %), đồng thời tăng cường khả năng trao đổi cation (1,993 mM/g so với 0,156 mM/g). Bằng việc khảo sát khả năng khử mặn của điện cực có phủ hỗn hợp composite PVA/SSA/GA, ta thấy được việc sử dụng điện cực có phủ màng trao đổi cation giúp tăng cường hiệu quả hấp phụ muối và giảm thời gian khử muối (13,4 phút so với 85,3 phút) khi so sánh với điện cực không có phủ màng, chứng tỏ rằng màng composite PVA/SSA/GA là một ứng cử viên sáng giá có thể được áp dụng vào công nghệ MCDI.