Multifunctional weak polyelectrolyte multilayers for membrane applications

Multicouches multifonctionnelles de polyelectrolytes pour des applications en filtration membranaire Dans ce travail, nous démontrons que la technique de dépôt multicouche dite layer by layer (LbL) est une technique polyvalente où les propriétés des multicouches telles que l'épaisseur, la charge et la densité peuvent être facilement contrôlées par le choix des polyélectrolytes (PE), le nombre d'étapes et les conditions de dépôt (pH, force ionique, etc.). Nous démontrons que des multicouches de PE faible (PAH / PAA) peuvent être utilisées pour fournir une double fonction aux membranes (PEM) en tant que couche de séparation NF et comme revêtement sacrificiel permettant un nettoyage facile de la membrane. Ces membranes à base de PEM montrent des performances de rejet des solutés dans une gamme typique des membranes NF, c'est-à-dire rejetant peu les ions monovalents (NaCl) (<24%), tout en rejetant> 60% de l'ion divalent SO42- et la molécule organique neutre sulfaméthoxazole (SMX). Par un rinçage et un lavage à contre-courant à basse pression avec une solution stimuli appropriée, nous obtenons un nettoyage sacrificiel réussi d'une membrane colmatée, ce qui ramène la résistance d'une membrane colmatée à celle de la membrane vierge. Après un nouveau dépôt sur la membrane avec le même système PEM, la résistance de la membrane est égale à la résistance du PEM d'origine, ce qui démontre la réutilisation de cette approche. Le mécanisme de rejet des membranes étudiées s'est révélé principalement déterminé par l'exclusion stérique mais aussi par l'exclusion de Donnan. Nous avons étudié notre système PEM pour préparer des membranes pour des applications de nanofiltration résistant aux solvants (SRNF). Des membranes de SRNF avec une couche de séparation de PEM ont été préparées sur un support UF de polyacrylonitrile hydrolysé (PAN-H). Les résultats de cette étude montrent une manière simple et polyvalente d'utiliser le pH pendant le revêtement pour régler les performances de la membrane pour une application SRNF spécifique. Afin d'amener l'approche PEM et du nettoyage sacrificiel à leur maturité et de modifier des modules existants, nous avons simplifié la procédure LbL pour des membranes fibres creuses en utilisant un "dépôt dynamique" ou un "dépôt actif" qui consiste à rincer les solutions du PE à travers le canal interne de la membrane fibre creuse. Cette méthode de dépôt avec sa reproductibilité et son homogénéité permet de revêtir les modules de membrane UF existants.