Журнал мембранных наук и технологий

Абстрактный

Взгляд на начальные этапы масштабирования кремния с использованием сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии

Богдан С. Доноуз, Грег Биркетт и Стивен Пратт

Эффективность опреснения методом обратного осмоса (RO) может быть ограничена образованием накипи на мембране. Особую озабоченность вызывает образование накипи на мембране, которую после осаждения на мембране чрезвычайно трудно удалить. В этой работе рассматривалось осаждение наночастиц, богатых кремнием. Разработан новый метод подготовки образцов in situ для микроскопического исследования осаждения и адгезии наночастиц, богатых кремнием. Метод включает помещение чистой кремниевой пластины в перемешиваемый рассол для сбора частиц для имитации начальных стадий образования накипи. «Чешованные» поверхности были охарактеризованы с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и атомно-силовой микроскопии (АСМ). Были испытаны модельные рассолы с различным составом и концентрацией наночастиц, катионов и органических веществ, а также отбракованный рассол из полномасштабной действующей установки по очистке воды. Микроскопия показала, что наночастицы, богатые кремнием, осаждались из всех видов воды, причем более мелкие наночастицы легче прикреплялись к пластине, чем более крупные. Присутствие органических веществ увеличило адгезию наночастиц, тогда как двухвалентные катионы (Ca2+ и Mg2+) снизили адгезию наночастиц. Эти результаты имеют значение для оценки, выбора и эксплуатации процессов предварительной обработки RO и стратегий дозирования химикатов, в частности, требования к слабокислотному катионному ионообмену (WAC-IX) и антинакипиновым химикатам соответственно.