15Dec.2021
物性分析

【界達電位粒徑分析儀】水質處理用奈米過濾膜表面電位與接觸角的關係?

飲用水質處理的奈米過濾膜

生活用水或飲用水等我們日常生活中使用的水源,大部分經過多道淨水技術。其中就包含過濾、增凝劑等材料化學技術,去除水中雜質,以獲得安全的水資源。日前我們介紹過增凝劑的使用方法,這次我們來介紹過濾膜的相關研究。

奈米過濾膜應用於水質處理

此篇技術資料是藉由表面電位(surface zeta-potential)與接觸角的關係探討探討奈米過濾膜(NF膜)進行水源淨化前後變化。此篇文章數據韓國江原大學環境工程學科Kangmin Chon老師提供。
詳細可見原論文,部分圖片採用原始論文中圖片。
Chon, K.; Cho, J. Fouling behavior of dissolved organic matter in nanofiltration membranes from a pilot-scale drinking water treatment plant: An autopsy study. Chem. Eng. J. 2016, 295,

DOM(Dissolved Organic Matter)是什麼?

Image 20

※過濾膜使用前後示意圖。 生活用水處理過程中常見植腐物質、多醣類、蛋白質等等溶存有機物(Dissolved Organic Matter:DOM)吸附或沉澱於過濾膜表面。為了增加膜防汙性能,會加大過濾膜本身負電位強度與DOM物質產生電荷斥力。以親疏水為作用力,一開始僅特定電性的DOM,在使用過一段時間後,過濾膜表面吸附了DOM而產生電性改變,連另一種電性的DOM也開始產生吸附。如此,研究過濾膜表面電位(surface zeta-potential)研究為預測膜汙染程度的一個重要指標。
 

過濾膜的表面電位與接觸角的關係


Image 19

此實驗使用ELSZ平板樣品量測技術,量測使用約一年後的NF膜,並分別以酸性、鹼性、DI水清洗,觀察表面電位與接觸角等指標,評斷過濾膜的親疏水性。
由結果可以觀察到未使用的過濾膜表面呈現負電,使用過後負電絕對值大幅減少,且接觸角變大,可以觀察到由親水性到疏水性的轉變過程。
之後分別以酸性、鹼性、DI水清洗,可以觀察到以鹼性水清洗的膜,負電回復最大。也可以觀察到其接觸角變化也最大。
因為使用過後無法完全回復到原始狀態(膜經過清洗後仍有部分殘留,詳細可見原論文內SEM照片)造成接觸角與原來不同,但是也能看得出趨勢。
洗淨效果以鹼性水最佳,酸性水最差。如此可藉由表面電位、接觸角、SEM等等不同方法相互佐證,研究奈米過濾膜的使用前後及清洗的效果等等研究。

📖  論文數據提供:
Chon, K.; Cho, J. Fouling behavior of dissolved organic matter in nanofiltration membranes from a pilot-scale drinking water treatment plant: An autopsy study. Chem. Eng. J. 2016, 295,


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