Ko se globalna rast prebivalstva in hitra industrializacija krepita, so sveževodni viri vse bolj malo, neravnovesje med oskrbo z vodo in povpraševanjem pa se je pojavilo kot kritična omejitev socialno-ekonomskega razvoja. Morska voda in razčlenitev z vodami-voda-imunsko do vremenskih nihanj in sposobnih, da bi se lahko ukvarjala z okroglo, ki jo je treba sprejeti vse več obalnih držav. Med razpoložljivimi tehnologijami so membrane reverzneosmoze (RO) postale glavna rešitev zaradi njihovega neposrednega delovanja, sorazmerno nizkih kapitalskih stroškov in primernosti za obsežne uvajanja.
RO razsoljevanje deluje z uporabo tlaka, večjega od osmotskega tlaka morske vode, prisilili molekule vode skozi polprepustno membrano. Ker je osmotski tlak morske vode visok, poraba energije ostaja velika: današnje rastline običajno potekajo pri 3–4 kWh m³. Tudi pri sodobnih napravah za obnovitev energije je zmanjšanje skupnega povpraševanja po moči še vedno glavna prednostna naloga panoge. Membranski materiali so tukaj odločilni, saj urejajo učinkovitost ločitve, prežemanje kakovosti in stroške obratovanja. Idealna SWRO membrana bi morala združiti štiri ključne lastnosti uspešnosti:
1. visoko selektivnost in velika prepustnost
Zgodnji filmi, kot je FT -30, so že dosegli 99,4 % zavrnitev NACL in pretok 1,2 l m⁻² H⁻¹ Bar⁻¹. Z rafiniranjem medfazne-polimerizacijske kemije, morfologije plasti in površinske hidrofilnosti je možna še večja zmogljivost.
2.Strog protinafuzijske lastnosti
Organske snovi in kovinski ioni se zlahka držijo tradicionalnih PA površin. Hidrofilni premazi (npr. Polivinilni alkohol) ali zwitterionski površinski presadki lahko zavirajo fuling, podaljšajo življenjsko dobo membrane in razrežejo frekvenco čiščenja.
3. Zavrnitev bora
Ker je borna kislina majhna, nevtralna molekula, jo je težko odstraniti. Zmanjšanje velikosti por, vključitev hidrofobnih ali fluoriranih monomerov in gradnja gostih navzkrižno povezanih omrežij lahko dvigne zavrnitev bora na večje ali enake 93 %, saj se sreča z omejitvami, ki pijejo vodo.
4. Odlična odpornost na klora
Običajni poliamid je ranljiv za oksidativni napad. Nove poliestrske membrane ali zaščitne plasti nano-lestvice dramatično izboljšajo toleranco na prosti klor, kar poenostavi predhodno obdelavo.
V zadnjih letih so bili za ustvarjanje hibridnih aktivnih plasti široko raziskani napredni materiali, ki so predvsem nanomateriali, kot so grafen oksid, ZIF -8 in nano-tio₂-have. Njihovi edinstveni nano-kanali povečujejo transport vode, hkrati pa povečujejo mehansko trdnost, odpornost na odmik in kemično vzdržljivost. Industrijski uvajanje je še vedno v zgodnji fazi, vendar so obeti zelo obetavni.
Do leta 2021 je bilo več kot 160 držav obratovalne sisteme za razsoljevanje, svetovna zmogljivost pa je presegla 100 milijonov m³ Day⁻¹. Kitajska je sama naročila velike rastline SWRO v Zhoushanu, Qingdau in drugih obalnih mestih, ki gradijo močno domačo industrijo. Če pogledamo naprej, bo zlitje novih materialov in inteligentne proizvodnje membrane vodilo k še večjemu toku, nižjemu povpraševanju po energiji in večji operativni stabilnosti.
V zadnjih letih so bili za ustvarjanje hibridnih aktivnih plasti široko raziskani napredni materiali, ki so predvsem nanomateriali, kot so grafen oksid, ZIF -8 in nano-tio₂-have. Njihovi edinstveni nano-kanali povečujejo transport vode, hkrati pa povečujejo mehansko trdnost, odpornost na odmik in kemično vzdržljivost. Industrijski uvajanje je še vedno v zgodnji fazi, vendar so obeti zelo obetavni.
