Nanofiltracijska membrana se običajno uporablja za obdelavo odplak iz barvil.2-piperazinkarboksilna kislinadeluje kot monomer v tank{0}}kompozitnih (TFC) membranah, ki se uporabljajo pri nanofiltraciji. Natančneje, deluje med vodno fazo v procesu medfazne polimerizacije (IP) tako, da tvori poliamidne tanke plasti na podporni membrani. V nedavni študiji (Tang et al., 2023) je bilo ugotovljeno, da je taka nova ohlapna poliamidna nanofiltracijska membrana učinkovitejša od običajnih nanofiltracijskih membran v smislu čiščenja odpadnih vod barvil.
Osnovni mehanizem je, da je skupina karboksilne kisline v 2-piperazinkarboksilni kislini spremenila lastnosti membrane. Prvič, obstoječa karboksilna skupina poveča polarnost membrane, kar ima za posledico izboljšano odpornost proti kontaminaciji in izboljšano delovanje proti obraščanju. Drugič, funkcionalna skupina karboksilne kisline zmanjša reaktivnost aminskih mest, kar povzroči ohlapnejšo poliamidno plast z večjo velikostjo por. Uravnotežena kombinacija velikosti por in Donnanovega učinka lahko doseže natančno ločevanje z visoko prepustnostjo. Nenazadnje karboksilna skupina zagotavlja negativni površinski naboj na membrani, ki je pomemben za elektrostatične interakcije pri ločevanju.
Z modificiranjem z 2-piperazinkarboksilno kislino je nastala membrana bolj sposobna ločevati organska barvila in anorganske soli. Ima tudi večjo vodoprepustnost, kar je kritična metrika pri ocenjevanju delovanja membrane. Poleg tega lahko uporabniki in raziskovalci prilagodijo koncentracijo 2-piperazinkarboksilne kisline, da prilagodijo delovanje membrane za različne namene.
Referenca:
1. Tang, S., Chen, Y., Zhang, H., Zhang, T., Wang, P., & Sun, H. (2023). Nova ohlapna nanofiltracijska membrana z visoko permeanco in delovanjem proti-obraščanju na osnovi vodne monomerne piperazin-2-karboksilne kisline za učinkovito ločevanje barvila/soli. Chemical Engineering Journal, 475, 146111. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.146111