Desalinización a temperatura y presión ambiente mediante una nueva clase de membrana biporosa anisotrópica | Orgullo Co., Ltd de Nanning del pavo real

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 13564 (2022) Citar este artículo

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Recientes avances científicos han permitido avanzar en el abordaje de temas pertinentes al cambio climático y la sustentabilidad de nuestro entorno natural. Este estudio hace uso de un enfoque novedoso para la desalinización que es respetuoso con el medio ambiente, naturalmente sostenible y energéticamente eficiente, lo que significa que también es rentable. La evaporación es un fenómeno clave en el entorno natural y se utiliza en muchas aplicaciones industriales, incluida la desalinización. Para una gota de líquido, la presión de vapor cambia debido a la interfaz curva de líquido-vapor en la superficie de la gota. La presión de vapor en una superficie convexa en un poro es, por lo tanto, mayor que en una superficie plana debido al efecto capilar, y este efecto aumenta a medida que disminuye el radio del poro. Este concepto nos inspiró a diseñar una nueva membrana biporosa anisotrópica para destilación por membrana (MD), que permite desalinizar agua a temperatura y presión ambiente aplicando solo un pequeño gradiente de temperatura transmembrana. La nueva membrana se describe como una membrana compuesta superhidrófoba nanoporosa/microporosa. Se preparó una membrana fabricada en laboratorio con especificaciones determinadas por el modelo teórico para la validación del modelo y se probó la desalinización a diferentes temperaturas de entrada de alimentación por MD de contacto directo. La nueva membrana logró un flujo de vapor de agua de hasta 39,94 ± 8,3 L m-2 h-1 a baja temperatura de alimentación (25 °C, temperatura de permeado = 20 °C), mientras que la membrana comercial de PTFE, que se usa ampliamente en la investigación MD, tenía flujo cero bajo las mismas condiciones de operación. Además, los flujos de la membrana fabricada fueron mucho más altos que los de la membrana comercial a varias temperaturas de alimentación de entrada.

Uno de los principales puntos de controversia en la actualidad gira en torno al consumo de energía y su efecto en nuestro entorno natural, especialmente en términos de la liberación de grandes cantidades de dióxido de carbono y el impacto perjudicial de este sobre el calentamiento global. Basado en una creencia esencial en la sostenibilidad de nuestro entorno natural combinado con nuestro conocimiento del comportamiento del transporte de vapor de agua según la ecuación de Kelvin, esta investigación se propone como un estudio innovador en tecnología de desalinización. La tecnología que se avanza aquí promete resolver muchos problemas que los países de bajos ingresos enfrentan actualmente en términos del alto costo de la energía y el efecto desastroso que tiene el consumo de energía en el proceso aparentemente imparable del cambio climático.

La desalinización es un término general utilizado para los métodos que producen agua dulce a partir de agua salada. Las tecnologías de desalinización actuales consumen mucha energía ya que requieren la aplicación de una fuerza impulsora térmica o de presión significativa. Afortunadamente, la demanda térmica de evaporación en procesos de membrana como la destilación por membrana (MD) y la pervaporación es menor que en los procesos de destilación tradicionales. Por lo tanto, MD es una tecnología de separación impulsada por calor que potencialmente puede usar calor de bajo grado para desalinizar corrientes altamente salinas. En MD, impulsadas por el gradiente de presión parcial a través de una membrana microporosa hidrofóbica, las moléculas de vapor de agua se transfieren desde la alimentación de solución salina caliente al permeado frío, dejando atrás sales y no volátiles1,2. Mantener la membrana hidrofóbica es crucial en MD porque permite el alto rechazo de sal al evitar que el agua de alimentación salada fluya a través de los poros de la membrana hacia el lado del permeado (producto de agua)3,4. MD ha llamado mucho la atención recientemente como una tecnología de desalinización emergente, debido a sus excelentes características, como baja temperatura de operación, baja presión de operación, alta capacidad para tratar salmueras de alta salinidad, alta eficiencia de rechazo y capacidad única para usar energía de bajo grado. fuentes3,5.

Como se mencionó anteriormente, el proceso MD se basa principalmente en la evaporación que consume energía térmica. Sin embargo, el calor también se pierde por conducción a través de la membrana, lo que reduce la eficiencia general del proceso MD, especialmente en la configuración DCMD6. Por lo tanto, la fabricación de membranas mal diseñadas suele ser la razón del alto consumo de energía, así como de la disminución del rendimiento de MD7. Las membranas MD idealmente diseñadas para alto rendimiento deben cumplir con los siguientes requisitos, es decir, baja resistencia a la transferencia de vapor, pequeño espesor, baja conductividad térmica, alta hidrofobicidad y excelente estabilidad mecánica y durabilidad8,9. El conocimiento de las influencias de acoplamiento, ya veces conflictivas, de muchos parámetros es crucial en el diseño de membranas MD de alto rendimiento. Por lo tanto, todos los criterios anteriores deben tenerse en cuenta simultáneamente para desarrollar una membrana MD eficaz. Por ejemplo, aunque se espera que la membrana MD más delgada disminuya la resistencia a la transferencia de masa, un espesor pequeño a menudo exhibe propiedades mecánicas bajas y aumenta las pérdidas de calor por conducción, especialmente en el caso de DCMD10. Por lo tanto, se han realizado muchos estudios teóricos no solo para comprender los efectos de los parámetros, sino también para optimizarlos y lograr el mayor rendimiento posible de MD11,12.

A pesar de la gran cantidad de esfuerzos, tanto teóricos como experimentales, para mejorar el rendimiento de MD, sus limitaciones intrínsecas, hasta ahora, no han permitido mantener una alta fuerza de conducción térmica a través de la membrana, especialmente cuando se usa un área de membrana grande. Por lo tanto, los enfoques novedosos para aumentar la fuerza motriz térmica tanto como sea posible tienen una gran demanda, especialmente para llevar MD al siguiente nivel de comercialización a gran escala.

El objetivo de este trabajo es presentar uno de los métodos para cumplir con tales requisitos basado en el concepto fundamental del aumento de la presión de vapor debido al efecto capilar en poros de tamaño nanométrico13. Se desarrolló un modelo teórico basado en la transferencia de masa en un pequeño capilar. El modelo permite calcular la fuerza impulsora, así como la masa de la membrana y los flujos volumétricos para un conjunto dado de parámetros que especifican la geometría del poro de la membrana y las propiedades de la superficie, como el ángulo de contacto con el agua, el radio del poro, el factor de tortuosidad y la longitud del poro. Además, para validar el modelo experimentalmente, se fabricó y probó una nueva membrana superhidrofóbica anisotrópica en modo DCMD para la desalinización de solución de NaCl. Los experimentos DCMD se realizaron a varias temperaturas de alimentación de entrada, incluida una temperatura muy cercana a la alimentación ambiental. Por lo tanto, este trabajo es el primer intento de demostrar la posibilidad de diseñar una membrana MD que sea capaz de producir agua a una pequeña diferencia de temperatura transmembrana tanto teórica como experimentalmente.

Debe enfatizarse que la nueva membrana anisotrópica podría lograr un orden de magnitud de flujo más alto que la membrana de control comercial, particularmente a una diferencia de temperatura transmembrana tan baja como 5 °C.

La membrana biporosa anisotrópica se fabricó depositando una capa hidrófoba muy fina sobre el sustrato poroso hidrófilo. Los detalles del método de fabricación se dan en la Sección S1 (S denota material complementario).

La morfología y la topografía (rugosidad) de la membrana fabricada se caracterizaron mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía de fuerza atómica (AFM), respectivamente. Además, la humectabilidad de la membrana preparada se determinó midiendo el ángulo de contacto con el agua. Los espectros de difracción de rayos X (XRD) se obtuvieron utilizando Bruker D8 para medir el espacio d entre cadenas de polímeros adyacentes en el rango de 5Å–80Å a una velocidad de exploración de 0,02Å min−1. El espaciado d se calculó utilizando la ley de Bragg (nλ = 2d sinθ). Los detalles de cada método se dan en la Sección S2.1. Los experimentos de DCMD se realizaron utilizando la configuración de DCMD que se muestra en la Fig. S1. Los detalles del procedimiento experimental se dan en la Sección S2.2.

MD es un proceso físico complejo que involucra fenómenos acoplados de transferencia de masa y calor. En este trabajo, se desarrolla el modelo teórico de estado estacionario para DCMD por la membrana biporosa anisotrópica. El lado de aguas arriba (lado de alimentación) de la membrana anisotrópica con poros hidrofóbicos de tamaño nanométrico, denominado en lo sucesivo "capa activa", se pone en contacto con la solución de alimentación salada tibia, mientras que el lado de aguas abajo (lado de permeado) con poros de tamaños mucho más grandes , denominada en lo sucesivo "capa de soporte", está en contacto con el agua DI más fría. Debido a la hidrofobicidad de la capa activa, se forma una interfaz agua-aire en la entrada de los poros de tamaño nanométrico (ver Fig. 1), donde la presión de vapor de saturación aumenta significativamente de acuerdo con la ecuación de Kelvin (Ec. 1) 14, lo que a su vez da como resultado una mejora significativa del transporte de vapor de agua a través de la membrana15.

donde ps,r es la presión de vapor en un capilar de radio r, ps es la presión de vapor en la superficie plana, σ es la tensión superficial, Vm es el volumen molar del agua líquida, θ es el ángulo de contacto, R es la constante de los gases ideales y T es la temperatura absoluta. Entre ellos, ps, σ y Vm son una función de la temperatura, como se indica en la sección de material complementario S3, Tabla S1. La ecuación (1) indica que cuando la membrana es hidrófoba, \(\theta\) es mayor que 90°, lo que lleva a \(p_{s,r} > p_{s}\). Los datos presentados en la Tabla S2 de la Sección S3 demuestran claramente que el efecto capilar aumenta significativamente la fuerza impulsora causada por el aumento de la presión de vapor en el menisco curvo.

Características estructurales deseadas de la capa activa (nanoporosa) y la capa de soporte (microporosa), incluido el rango de tamaño de poro y grosor para cada capa, así como la hidrofobicidad de la capa activa y el ángulo de contacto con el agua \(\theta\) eso logrará un aumento drástico en la fuerza motriz (diferencia de presión de vapor) con un gradiente de temperatura muy pequeño, eliminando el requisito de un gran suministro de calor sensible a la solución de alimentación.

En la Tabla S2, cuando el agua de alimentación de 25 °C entra en contacto con la capa activa con un radio de poro de 1 nm, la presión de vapor en el poro se vuelve igual a la de 43 °C del menisco plano, lo que equivale a una ganancia de 18 °C (que se muestra en la Tabla S2 como \(\Delta T\)). De manera similar, cuando el radio del poro se reduce a 0,5 nm, \(\Delta T \) se convertirá en 41 °C. Por lo tanto, el concepto fundamental del efecto capilar sobre la presión de vapor nos lleva al diseño de una membrana que tiene la estructura anisotrópica biporosa, que hemos patentado anteriormente16, como se ilustra en la Fig. 1, es decir, una capa activa delgada con una gran cantidad de poros de nano o subnanómetros, está sostenido por una capa gruesa con poros mucho más grandes, posiblemente en el rango de micrometros. Es deseable que la capa activa sea superhidrofóbica para evitar que el agua líquida entre en el poro y también para formar una interfaz líquido/gas con un menisco que sea lo suficientemente grande como para permitir un aumento significativo de la presión de vapor. La capa de soporte, por otro lado, proporciona resistencia mecánica. También es deseable mantener la capa de soporte hidrófila para atraer agua hacia el poro, de modo que podamos aprovechar la longitud más corta de la ruta de vapor y el rápido transporte de líquido a través del flujo viscoso, como se explica con más detalle en la Sección S4. Por lo tanto, el transporte de masa está controlado principalmente por el transporte de vapor a través de la capa activa. La membrana, así diseñada, puede reducir significativamente el consumo de energía en MD, ya que se puede minimizar el calentamiento de la solución de alimentación, con la ayuda de la acción capilar de los poros de tamaño nanométrico.

Con respecto al transporte de vapor a través de la capa activa, el flujo de vapor (JW) es proporcional a la diferencia de presión de vapor (la fuerza impulsora), como se muestra en la ecuación. (2)17.

donde Bm es el coeficiente de transferencia de masa de la membrana, pf,m y pp,m son la presión de vapor a la entrada y salida de los poros de la capa activa, respectivamente. En este documento, se ignora la resistencia a la transferencia de calor en el límite de alimentación y permeado (incluida la transferencia de calor a través de la capa de soporte debido a la alta conductividad térmica del material de soporte). Esta suposición se hace para simplificar la ecuación del modelo y, especialmente, para demostrar más claramente el efecto capilar sobre el transporte de vapor. De acuerdo con la suposición anterior, \(p_{f,m}\) se supone que está a la temperatura de alimentación, mientras que \(p_{p,m}\) a la temperatura del permeado.

También se puede suponer fácilmente que la transferencia de masa a través de los poros de tamaño nanométrico de la capa activa tiene lugar a través del mecanismo de flujo de Knudsen.

Entonces,

donde \(\varepsilon, r, \tau\), y \(\delta\) son la porosidad, el radio, la tortuosidad y la longitud del poro, respectivamente, y el subíndice a es para la capa activa, y \(M\) es la peso molecular del agua. T es la temperatura en el poro y se usa el promedio de la temperatura de alimentación y permeado.

Entonces,

donde los subíndices 1 y 2 son para alimentación y permeado, respectivamente. Cabe señalar que el efecto capilar se ignora en el lado permeado del poro en la ecuación. (4), que se justifica en la Sección S4.

Además, junto con la ecuación de Antoine,

\(J_{w}\) se puede obtener como una función de \(T_{1}\) para un conjunto dado de datos sobre los parámetros estructurales de la membrana, la tensión superficial, el ángulo de contacto y la temperatura del permeado.

\(J_{w}\) se normaliza aún más con respecto al flujo a 25 °C por

donde \(J_{w,t}\) y \(J_{w,25}\) son \(J_{w}\) a la temperatura t (°C) y 25 °C, respectivamente, para expresar el efecto de temperatura para un \(r_{a}\) dado. (Tenga en cuenta que en NJ, el parámetro de rampa \(\frac{{\varepsilon_{a} r_{a} }}{{\tau_{a} \delta_{a} }}\) se cancela, y NJ depende solo de ra y T1).

La Figura 2 resume los resultados de la caracterización de la membrana. La Figura 2a muestra la morfología superficial de la membrana biporosa anisotrópica. En la imagen, los poros son invisibles ya que están en el rango de subnanómetros. La figura 2b muestra la imagen de la sección transversal de la membrana fabricada, en la que se observa una capa activa muy delgada asentada sobre un sustrato AAO con poros rectos. La Figura 2c muestra la imagen 3D AFM de la superficie de la capa activa y el perfil de espesor de la capa activa (transferido a un portaobjetos de vidrio). La rugosidad media (Ra) de la membrana sintetizada fue de 131,782 nm, mientras que el valor medio del espesor fue de 120 nm. La Figura 2d mostró las imágenes 2D AFM de la membrana, en las que no se pudieron observar poros de rango subnanométrico, lo que confirma los resultados SEM.

Caracterización de la membrana anisotrópica biporosa (a, b) imágenes SEM de la superficie y de la sección transversal, (c) imagen AFM 3D (5 µm × 5 µm) y perfil de espesor de la capa activa (transferida al sustrato de vidrio), (d) 2D La imagen AFM y el recuadro son para una gota de agua en la superficie de la capa activa, CA = 157,54° ± 11,06°.

La Figura 2d (recuadro) muestra la imagen de una gota de agua colocada en la superficie de la capa activa. A partir de la imagen, se midió un ángulo de contacto de 157,54° ± 11,06°, lo que confirma la propiedad súper hidrofóbica de la superficie de la capa activa. Por otro lado, el ángulo de contacto de la superficie de la capa de soporte fue de 14,85° ± 1,35°, lo que confirma su propiedad hidrofílica. Curiosamente, la DRX de la membrana biporosa anisotrópica mostró picos ubicados en 2θ = 7,3°, 12,3° y 17°, correspondientes al espacio d de 1,2, 0,7, 0,49 nm (Fig. S2).

La figura 3a muestra los resultados de los experimentos de DCMD utilizando la nueva membrana biporosa antistrópica. La figura también muestra la comparación entre la nueva membrana y una membrana comercial de PTFE. Como era de esperar, la nueva membrana biporosa obtuvo un flujo mucho mayor. En particular, incluso a la temperatura de alimentación más baja de 25 °C, la membrana biporosa exhibió un impresionante valor de flujo de 39,9 L/m2 h, que aumentó a 225,2 L/m2 h al aumentar la temperatura de alimentación a 60 °C. Estos altos flujos fueron causados principalmente por el efecto de la fuerza capilar que actúa en la interfase líquido agua/gas formada en la entrada del poro de la capa activa, como se demuestra más adelante. En cuanto al rechazo de sal, se mantuvo en casi el 99 % o más hasta los 50 °C, pero se redujo ligeramente hasta el 98,3 % a 60 °C, lo que indica la aparición de una ligera humectación de los poros. Sin embargo, la membrana biporosa fabricada se investigó para la desalinización a largo plazo a fin de brindar una visión más significativa para la consideración de ampliación, y los resultados se presentan en la Fig. 3b. Como se muestra en la figura, el flujo de agua disminuyó ligeramente de 40 LMH a 34,5 LMH después de 14 h de funcionamiento, lo que indica una buena estabilidad a largo plazo de la membrana. Sin embargo, esta tasa de disminución del flujo se observa comúnmente en la operación DCMD para la desalinización de agua de mar de circuito cerrado18 y generalmente se atribuye a la acumulación/deposición de sal en la superficie de la membrana (efecto de polarización de la concentración).

( a ) Flujo de vapor de agua y rechazo de NaCl de la membrana biporosa anisotrópica y la membrana comercial de PTFE. (b) Experimento a largo plazo; flujo de agua de la membrana anisotrópica biporosa fabricada en función del tiempo de desalinización usando alimentación a 25 °C. La temperatura del permeado se mantuvo a 20 °C para todos los experimentos, y la velocidad de flujo de la alimentación y el permeado fue de 500 ml/min. Los resultados se obtienen usando la configuración descrita en la Fig. S1 mediante el procedimiento experimental descrito en la Sección S2.

Cabe señalar que Chen et al.19 informaron recientemente de una membrana de desalinización de alto flujo. Han desarrollado una capa de estructuras de carbono poroso sobre un sustrato cerámico poroso y también han logrado flujos elevados de unos 120 L/m2 h (con una solución salina al 3 % a 60 °C) y unos 30 L/m2 h a 25 °C (ambos datos tomados de la Fig. 2b de su trabajo). Sin embargo, debe tenerse en cuenta que sus experimentos se realizaron utilizando vacío MD (VMD) con una fuerza impulsora adicional aplicada en el lado del permeado. Además, Chen et al.20 desarrollaron membranas de poros subnanómetros mediante el ensamblaje conjunto de nanoláminas de óxido de grafeno y polímero sobre un sustrato cerámico y lograron alrededor de 100 L/m2 h (con una solución salina al 3,5 % a 60 °C) y alrededor de 25 L/m2 h a una temperatura de alimentación de 20 °C (Ambos datos tomados de la Fig. 2d de su trabajo). También aplicaron vacío en el lado del permeado y llamaron pervaporación al proceso. Su interpretación del transporte de agua es, por tanto, el transporte rápido de líquido en el capilar, seguido de la evaporación a la salida de los poros, mecanismo diferente al propuesto por los actuales autores.

La siguiente discusión se realiza para demostrar que la mejora significativa del flujo se debe al efecto capilar sobre la presión de vapor en la entrada del poro de la capa activa.

En la Fig. 4, el flujo normalizado NJ se representa en función de la temperatura para diferentes \(r_{1} ^{\prime}\) s. La figura muestra que NJ aumenta con la temperatura, y el aumento se vuelve más rápido a medida que aumenta \(r_{1}\). Por lo tanto, a la temperatura más alta de 60 °C, NJ es 5 y 9,8 para \(r_{1} = 0,5\;{\text{y}}\;2,0\) nm, respectivamente. Cuando \(r_{1}\) es tan grande como 100 nm, NJ se convierte en 19,6, un valor cercano a 20,05, que es el NJ que corresponde al caso cuando \(p_{s,r} = p_{s}\ ), es decir, no hay efecto capilar. Así, la inclinación de la curva indica el grado del efecto capilar.

NJ (flujo de vapor de agua normalizado) versus temperatura para diferentes \(r_{1}\).

Curiosamente, la gráfica NJ obtenida de la \(J_{w}\) experimental se superpone a la curva para \(r_{1} = 0.7\;{\text{nm}}\). A partir de estos resultados, se puede concluir con seguridad que el tamaño de poro de la capa activa de la membrana biporosa es de 0,7 nm. Curiosamente, está en el rango de d-spacing obtenido por XRD.

Una vez que conocemos \(r_{1}\), podemos calcular el parámetro de rampa, \(\frac{{\varepsilon_{a} }}{{\tau_{{a\delta_{a} }} }} \). Por ejemplo, \( \frac{{\varepsilon_{a} }}{{\tau_{{a\delta_{a} }} }}\) se estableció igual a 6,419 × 105 m−1, y \(J_{ w}\) se calculó para diferentes temperaturas. En la Fig. 5, los valores \(J_{w}\) calculados están correlacionados con los \(J_{w}\) experimentales. La línea de regresión está ligeramente alejada del origen, con una pendiente de 1,05. El \(R^{2}\) es 0,9825, lo que indica una buena concordancia entre los valores calculados y experimentales. Usando \(\delta_{1} = 100\;{\text{nm}}\), el valor obtenido de la imagen SEM (Fig. 2b) y asumiendo \(\tau_{1}\) = 1.2, \( \varepsilon_{1}\) se convierte en 0,077. Teniendo en cuenta el volumen libre fraccional (FFV), de alrededor de 0,05 para un polímero altamente cristalino (calculado a partir de la unidad de repetición del polímero de la capa superficial utilizando las contribuciones de grupo21 y la densidad de 2 g/cm3 para un polímero altamente fluorado), la porosidad anterior parece razonable.

Comparación del flujo calculado y experimental basado en \(\frac{{\varepsilon_{1} }}{{\tau_{{1\delta_{1} }} }} = 6,419 \times 10^{5}\) m− 1.

En resumen, hemos diseñado, modelado y fabricado con éxito una membrana anisotrópica biporosa novedosa que se puede usar específicamente para el proceso MD. La idea clave es utilizar el efecto capilar para producir una alta presión de vapor en la entrada de los poros y, por lo tanto, aumentar significativamente la fuerza motriz a través de la membrana MD, lo que permite la operación del proceso MD a bajas temperaturas de alimentación. La membrana biporosa anisotrópica propuesta con las características específicamente determinadas asegura una diferencia de presión de vapor suficiente (es decir, la fuerza motriz de MD) por el efecto capilar, incluso a temperatura ambiente de alimentación con un pequeño diferencial de temperatura transmembrana (< 5 °C), lo que hace que MD un proceso de alta eficiencia energética y adecuado para condiciones de módulos a gran escala.

Se han propuesto con éxito varios conceptos novedosos para superar parcialmente los obstáculos de MD; usando calentamiento de superficie o joule, empleando nuevos materiales como nanotubos de carbono, etc. Sin embargo, lograr un rendimiento MD prometedor a expensas de la entrada de energía o a la alta temperatura de alimentación no es una solución definitiva, particularmente cuando se utilizan membranas con un área grande. usado. Dado que el consumo total de energía, que es la suma del suministro de calor a la solución de alimentación, la pérdida de calor por conducción y la pérdida de calor debido a la polarización de la temperatura, aumenta con el aumento de la temperatura de alimentación, es imperativo hacer que la alimentación temperatura lo más cercana posible a la temperatura del permeado. Nuestros resultados teóricos y experimentales exhibieron un gran avance en el proceso MD. Estos resultados sobresalientes abren un potencial prometedor para la industrialización de MD como un proceso de desalinización de bajo costo y alta eficiencia energética, superando los principales obstáculos para la ampliación de MD.

Los conjuntos de datos generados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles a pedido razonable, poniéndose en contacto con el autor correspondiente; Mohamed Rasool Qtaishat ([email protected]).

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Descargar referencias

La investigación reportada en este documento fue apoyada por la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah (KAUST), Arabia Saudita. Los autores agradecen la ayuda, la asistencia y el apoyo del Centro de desalinización y reutilización de agua (WDRC) y del personal de KAUST. Los autores de este trabajo también agradecen a Saudi Membrane Distillation Desalination Co. Ltd. por financiar parcialmente el trabajo que aquí se presenta.

Departamento de Ingeniería Química, Escuela de Ingeniería, Universidad de Jordania, Amman, 11942, Jordania

Mohamed Rasool Qtaishat

Universidad Árabe Abierta/Sucursal de Jordania, Amán, 11731, Jordania

Mohamed Rasool Qtaishat

Saudi Membrane Distillation Desalination (SMDD) Co. Ltd., Innovación y Desarrollo Económico, Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST), Thuwal, 23955-6900, Arabia Saudita

Mohammed Rasool Qtaishat y Areej Al-Samhouri

División de Ciencias e Ingeniería Biológicas y Ambientales (BESE), Centro de Desalinización y Reutilización de Agua (WDRC), Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST), Thuwal, 23955-6900, Arabia Saudita

Mohammed Obaid, Sofiane Soukane y Noreddine Ghaffour

Departamento de Ingeniería Química y Biológica, Universidad de Ottawa, 161 Luis Pasteur Street, Ottawa, ON, K1N 6N5, Canadá

Takeshi Matsuura

Departamento de I+D de tecnología de carbono neutral, Instituto de Tecnología Industrial de Corea, 89, Yangdaegiro-gil, Seobuk-gu, Cheonan-si, Chungcheongnam-do, 31056, Corea del Sur

Jung Gil Lee

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MRQ y TM concibieron el diseño original de la membrana. MO, NG, SS y MRQ modificaron el diseño original de la membrana. MRQ, TM, J.-GL, NG, AA-S. realizó el modelo teórico y trabajó en la simulación. SS contribuido a la simulación y el análisis. MO fabricó/recubrió la membrana. MO, NG desarrolló el procedimiento experimental. MO llevó a cabo los experimentos y la síntesis y caracterización de la membrana. MRQ redactó el manuscrito. Todos los coautores contribuyeron en las discusiones, realizaron análisis de datos, proporcionaron revisiones críticas y aprobaron la versión final del manuscrito.

Correspondencia a Mohammed Rasool Qtaishat.

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Qtaishat, MR, Obaid, M., Matsuura, T. et al. Desalinización a temperatura y presión ambiente mediante una nueva clase de membrana biporosa anisotrópica. Informe científico 12, 13564 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-17876-8

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Recibido: 29 Abril 2022

Aceptado: 02 agosto 2022

Publicado: 09 agosto 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-17876-8

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