Resumen:
La destilación por membranas fototérmicas (PMD) ofrece una vía sostenible para la producción de agua dulce; sin embargo, su avance depende del desarrollo de membranas de alto rendimiento fabricadas a partir de materiales ambientalmente benignos. Para abordar la creciente preocupación por la persistencia ambiental de los polímeros fluorados, este estudio utiliza residuos postindustriales de polifenilsulfona no fluorada (w-PPSU) como fuente polimérica sostenible para la fabricación de membranas fototérmicas. Nanofibras de w-PPSU obtenidas por electrohilado fueron modificadas superficialmente con nanocompuestos de magnetita/titania negra (Fe₃O₄/b-TiO₂), sintetizados con diferentes concentraciones de b-TiO₂, y posteriormente selladas con un recubrimiento hidrofóbico delgado de polidimetilsiloxano (PDMS). La membrana de mejor desempeño (M-F/bT-50) mostró un calentamiento rápido inducido por energía solar, elevando su temperatura superficial hasta 91,1 °C en 120 s bajo una irradiación de 1 kW·m⁻². En pruebas de desalinización con una diferencia de temperatura mínima (ΔT = 15 °C), esta membrana alcanzó un flujo de agua de 3,27 L·m⁻²·h⁻¹, un rechazo de sales del 99,74 % y una eficiencia de conversión fototérmica del 69,87 %. Además, la membrana mantuvo su desempeño tras múltiples ciclos de limpieza ácida, demostrando alta recuperación de flujo y capacidad de regeneración. Este trabajo no solo introduce un sistema de materiales eficaz para la desalinización eficiente, sino que también establece una vía viable para la valorización de residuos industriales de polímeros en tecnologías avanzadas y ambientalmente responsables, contribuyendo directamente a los principios de la economía circular.
[…]
Conclusiones:
Este estudio demostró con éxito el desarrollo de una membrana fototérmica sostenible y de alto rendimiento para aplicaciones de destilación por membranas fototérmicas (PMD), basada en un soporte fabricado por electrohilado a partir de residuos postindustriales de polifenilsulfona (w-PPSU). El uso de PPSU, un polímero robusto y no fluorado, ofrece una ventaja ambiental significativa frente a los fluoropolímeros convencionales y, junto con la valorización de un residuo industrial, establece una ruta clara hacia la economía circular en tecnologías de membranas. La modificación superficial del soporte con nanopartículas compuestas Fe₃O₄/titania negra y su sellado con una capa protectora de PDMS dieron lugar a una superficie altamente hidrofóbica y con alta capacidad de absorción de luz, logrando un flujo de agua de 3,27 L·m⁻²·h⁻¹, un rechazo de sales del 99,74 % y una eficiencia de conversión fototérmica del 69,87 % bajo irradiación solar de 1 kW·m⁻². Aunque el trabajo se presenta como una prueba de concepto y requiere estudios futuros de análisis de ciclo de vida y validación a escala piloto, los resultados representan un avance significativo hacia membranas fototérmicas más durables, eficientes y ambientalmente responsables para la desalinización sostenible.
Consulte el artículo completo en este enlace
Información tomada y traducida del artículo científico publicado en ACS Environmental Au.
Imagen tomada del artículo.
