Les procédés industriels génèrent souvent une grande quantité de solutions de déchets alcalines. Les procédés de traitement alcalin existants nécessitent des investissements importants, sont compliqués et ont un faible taux d’efficacité. La technologie membranaire présente les avantages d’un rendement élevé et d’économies d’énergie. Cependant, les matériaux de membrane polymère actuels ne sont pas suffisamment résistants dans les environnements alcalins difficiles. Pour résoudre ce problème, le professeur Li Pei de l’Université de technologie chimique de Pékin et le Dr Jianzhong Xia de l’Université de Shenzhen ont développé une membrane de pervaporation résistante aux alcalis. Les travaux correspondants ont été publiés dans Frontières de la science et de l’ingénierie chimiques le 28 mars 2022.
Dans ce travail, ils ont synthétisé un polymère de carboxyméthylcellulose de sodium super résistant aux alcalis et l’ont enduit sur un substrat poreux en polyéthylène chimiquement stable. Ils ont également créé une technologie de revêtement par pulvérisation pour résoudre le problème d’incompatibilité entre la couche de polyéthylène hydrophobe et la couche de carboxyméthylcellulose sodique. Le flux de pervaporation de la membrane composite a atteint 35 ± 2 kg·m−2·h−1 avec un rejet de chlorure de sodium de 99,9 % ± 0,1 % lors de la séparation d’une solution de chlorure de sodium à 3,5 % en poids à 70 °C. La performance de dessalement était stable après trempage de la membrane dans une solution de NaOH à 20 % en poids à température ambiante pendant 9 jours et dans une solution de NaOH à 10 % en poids à 60 °C pendant 80 h. De plus, la membrane était stable dans de l’acide sulfurique à 4 % en poids et une solution d’hypochlorite de sodium à 500 mg·L-1. Dans un processus de concentration d’une solution de NaOH de 5 à 10 % en poids à 60 °C, un flux d’eau moyen de 23 kg·m−2·h−1 avec un rejet de NaOH supérieur à 99,98 % a été obtenu.
Parce que la membrane composite a une excellente résistance aux alcalis, le matériau de la membrane présente de bonnes perspectives d’application dans la concentration en alcali dans la fabrication du papier, l’industrie de la galvanoplastie, la récupération des ressources en eau dans l’industrie chimique du charbon et dans l’industrie de la production d’alumine.
Guiqin Bai et al, Fabrication d’une membrane composite de pervaporation haute performance pour la récupération des eaux usées alcalines, Frontières de la science et de l’ingénierie chimiques (2021). DOI : 10.1007/s11705-021-2078-2
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