La membrana de nanofiltració s'utilitza normalment per tractar efluents de colorants.Àcid 2-piperazinacarboxílicfunciona com a monòmer a les membranes de -pel·lícula composta fina (TFC), que s'utilitzen en la nanofiltració. Concretament, funciona durant la fase aquosa en el procés de polimerització interfacial (IP) formant pel·lícules primes de poliamida sobre una membrana de suport subjacent. En un estudi recent (Tang et al., 2023), es va trobar que aquesta nova membrana de nanofiltració de poliamida solta és més efectiva que les membranes de nanofiltració convencionals pel que fa al tractament dels efluents de colorants.
El mecanisme subjacent és que el grup d'àcid carboxílic de l'àcid 2-piperazinacarboxílic ha modificat les propietats de la membrana. En primer lloc, el grup carboxil existent augmenta la polaritat de la membrana, donant com a resultat una millor resistència a la contaminació i un millor rendiment antifouling. En segon lloc, el grup funcional d'àcid carboxílic redueix la reactivitat dels llocs amines, donant lloc a una capa de poliamida més fluixa amb una mida de porus més gran. La combinació equilibrada de la mida dels porus i l'efecte Donnan pot aconseguir una separació precisa amb una alta permeabilitat. Finalment, però no menys important, el grup carboxil proporciona càrrega superficial negativa a la membrana que és important per a les interaccions electrostàtiques en la separació.
Mitjançant la modificació amb àcid 2-piperazinacarboxílic, la membrana resultant és més capaç de separar els colorants orgànics i les sals inorgàniques. També presenta una major permeabilitat a l'aigua, que és una mètrica crítica a l'hora d'avaluar el rendiment de la membrana. A més, els usuaris i els investigadors poden ajustar la concentració d'àcid 2-piperazinacarboxílic per personalitzar el rendiment de la membrana per a diversos propòsits.
Referència:
1. Tang, S., Chen, Y., Zhang, H., Zhang, T., Wang, P. i Sun, H. (2023). Una nova membrana de nanofiltració solta amb alta permeància i rendiment anti-incrustacions basada en monòmer aquós àcid piperazina-2-carboxílic per a una separació eficient de colorant/sal. Revista d'enginyeria química, 475, 146111. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.146111