Vernetzte Hydrogel-Beschichtungsmembran mit photokatalytischer Selbstreinigungsleistung für effiziente Öl-Wasser-Trennung
Forschende fanden heraus, dass eine doppelte Netzwerkstruktur aus Tanninsäure und g-C3N4-gekoppeltem Gelatine-Hydrogel eine Membran mit herausragenden Trennleistung und Selbstreinigungsfähigkeiten für Öl-Wasser-Gemische schafft.
Die Öl-Wasser-Trennung ist einer der attraktivsten Bereiche im Bereich Energie und Umwelt. Die Synthese von Öl-Wasser-Trennmembranen mit hoher Trenneffizienz und Anti-Fouling mit einfachen Methoden ist jedoch immer noch eine Herausforderung. In dieser Arbeit wurde ein Doppelnetzwerk mit Gerbsäure und g-C3N4-vernetzter Gelatine-Hydrogel-Beschichtungsmembran durch Ultraschall und Beschichtung hergestellt. Das so hergestellte Hydrogel hatte ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und Quellungsbeständigkeit und verlieh der Membran außerdem eine Superoleophobie für Unterwasseranwendungen. Bei geschichteten Öl-Wasser-Gemischen erreichte der Trennfluss 40.355 ± 1957 L-m-2-h-1 und die Trennleistung über 99 %.
Veranstaltungstipp: Funktionelle Beschichtungen
Beschichtungen sollen inzwischen nicht mehr nur gut aussehen und vor Korrosion schützen. So gut und wichtig beide Eigenschaften sind, viele Kund:innen wollen mehr. Viele dieser Anforderungen lassen sich mit dem Begriff „Funktionale Beschichtungen“ beschreiben. Beliebte Schlagwörter, die hier oft fallen, sind anti-Eis, anti-Graffiti, Selbstheilung oder die oft genannte Haifischhaut. Manche dieser Eigenschaften sind inzwischen gut erforscht und am Markt etabliert, andere haben noch praktische Hürden zu überwinden. Welche funktionellen Beschichtungen zu welcher dieser Kategorien gehören, vermittelt Ihnen das FARBE UND LACK Seminar „Funktionelle Beschichtungen“ am 26.11.2024 in Essen. Es bleibt kein Geheimnis, welche Mechanismen hinter den verschiedenen modernen Funktionalitäten stecken und welche Rolle die Nanotechnologie spielt. Wenn Sie Ihren Kund:innen Beschichtungen mit dem gewissen Extra liefern wollen, sollten Sie dieses Seminar besuchen.
Darüber hinaus war nach 40 Zyklen kein signifikanter Rückgang der Trennleistung festzustellen. Bei Öl-in-Wasser-Emulsionen beträgt die Trennleistung unter Schwerkraft >99,90 %. Die Adsorption von MB durch die GE-CNTA-PP-Membran entsprach einem kinetischen Prozess pseudoerster Ordnung (R2 = 0,99906), der mit dem isothermen Adsorptionsmodell von Langmuir (R2 = 0,99932) übereinstimmte. Die kontaminierte Membran konnte sich durch eine photokatalytische Reaktion selbst reinigen, deren Mechanismus durch eine theoretische Untersuchung der Bandstruktur von g-C3N4 mittels DFT erklärt wurde. Aufgrund dieser offensichtlichen Vorteile ist die praktische Anwendung der Hydrogelmembran auf Gelatinebasis bei der Reinigung von ölhaltigen Abwässern vielversprechend.
Quelle: Progress in Organic Coatings Volume 185, December 2023, 107882