Voorbereiding en toepassing van ionenuitwisselingsmembranen voor selectieve scheiding van doelionen

Elektro-membraanprocessen met gebruik van ionenuitwisselingsmembranen zijn wijd gebruikt in talrijke toepassingen, zoals elektrodialytische demineralisatie van zoutwater, behandeling van industriële afvalwater. De aanwezigheid van multivalente ionen, zoals CO32-, SO42- of Ca2 +, Mg2 + kan echter leiden tot een schadelijk risico op membraanschaling, waardoor de membraanprestaties worden belemmerd, bijvoorbeeld de huidige efficiëntie verminderen en het energieverbruik verhogen. Om deze gebreken te verbeteren, kunnen ionische uitwisselingsmembranen met specifieke selectiviteit voor bepaalde ionen, zoals monovalente membranen, deze problemen oplossen. Alhoewel Astom beweerde dat ze al een hoogwaardig monovalent selectief membraan hadden geproduceerd, zijn er weinig onderzoeken die op dit onderwerp gericht zijn. Zo is het fundamentele onderzoek zeer belangrijk voor de ontwikkeling van ionenuitwisselingsmembraan. Bovendien is het voorkomen van ionenwisseling membraanvervuiling een van de essentiële problemen om te overwinnen in hun ontwerp en werking. Verontreiniging veroorzaakt een verslechtering van de membraanprestatie, zoals een afname in de ionenflux en een toename van de elektrische weerstand. In dit geval is de ontwikkeling van mono-valente en antifouling ion-uitwisselingsmembranen met hoge selectiviteit en lage kosten zinvol en dringend nodig. Bovendien zijn de resterende uitdagingen onder meer de levensduur van het membraan verlengen, het gebruik van het membraan opschalen en het houden van de stabiliteit moet ook worden opgelost. De PhD studie streeft naar het scheidingsmechanisme van het monovalente en antifouling ion exchange membraan in waterige oplossingen door te reageren op de hierboven genoemde uitdagingen. Voorbereiding en karakterisering van monovalente en antifouling ionenuitwisselingsmembranen zullen op een proefschaal worden onderzocht met inbegrip van verschillende methoden en materialen om monovalente en antifouling membranen te bereiden. Toepassing van de membranen zal zich richten op de zeewaterconcentratie die vergezeld gaat van het gebruik van de monovalent kation- en anionionuitwisselingsmembranen. Antifouling eigenschap van ionenuitwisselingsmembranen zal worden onderzocht met betrekking tot verschillende soorten oplossing, waaronder zeewater, industriële afvalwater. Stabiliteit en membraanoppervlakweerstand van de nieuw ontwikkelde membranen zijn de twee hoofdkenmerken die tijdens de operatie in aanmerking kwamen.