www.futurenviro.es | Febrero-Marzo February-March 2021 62 Desalación | Desalination branas de intercambio iónico contienen grupos funcionales cargados anclados (positivos o negativos), de modo que son capaces de rechazar los iones con la misma carga (coiones), al tiempo que permiten el flujo de iones con carga opuesta (contraiones). Este tipo de membranas se utilizan en electrodiálisis para separar los iones del agua bajo la acción de un campo eléctrico (Figura 4). Estas membranas se preparan mediante la aplicación de una mezcla polimérica sobre el soporte de membrana desechada. La mezcla polimérica contiene una resina de intercambio iónico que dota a las membranas de cargas positivas, capacitándolas para rechazar cationes al tiempo que permite el flujo de los aniones. La metodología para la preparación de estas membranas fue publicada por primera vez en la revista Journal of Membrane Science [4]. Este artículo ha sido premiado como mejor artículo científico de 2020 por la European Membrane Society debido a la innovación y originalidad de la propuesta. Los avances en esta investigación han llevado a la publicación de otros trabajos, entre los que destaca uno reciente publicado en la portada de la revista Membranes [5]. Dicho artículo plantea la utilización de las membranas desechadas de OI para la preparación de membranas con propiedades selectivas hacia iones específicos, en este caso el nitrato (Figura 5). En el artículo se describe cómo la resina de intercambio iónico utilizada en la preparación de las membranas juega un papel esencial en su selectividad, permitiendo una diferenciación en el flujo de los diferentes contraiones a través de la membrana (Figura 6). Con una adecuada optimización de los parámetros de operación en electrodiálisis, esta diferenciación de los flujos iónicos podría dar lugar a una separación efectiva de los contraiones. Por último, la utilización de la membrana reciclada como soporte no sólo mejora sustancialmente las propiedades mecánicas de las membranas, sino que también podría tener un efecto beneficioso en la separación de los iones. La hipótesis lanzada por este grupo de membrane has positive or negative fixed charged functional groups and can reject ions with the same charge (co-ions) while allowing the transport of oppositely charged ions (counterions). Ion exchange membranes are used in electrodialysis for the separation of ions from water under the application of an electric field (Figure 4). These membranes are prepared by applying a polymer mixture to the surface of the discarded membrane. The polymer mixture contains a positively charged ion exchange resin, enabling the resulting membrane to reject cations while allowing the transport of anions. The methodology for the preparation of these membranes was published in the Journal of Membrane Science [4] and received the European Membrane Society’s Best Paper Award 2020 due to the innovation and originality of the proposed methodology. Advancements in this field of research have led to the publication of several scientific papers, one of which recently featured on the front cover of the journal Membranes [5]. This particular paper proposes the use of the discarded RO membranes for the preparation of nitrate-selective anion exchange membranes (Figure 5). In this study, it was demonstrated that the type of ion exchange resin used in membrane preparation has a great influence on the selective properties of the membranes, allowing a differentiation in the flux of the counter-ions across the membrane (Figure 6). By optimizing the process parameters in electrodialysis, this membrane could result in effective separation of the counter-ions. Finally, the use of the discarded membrane as support not only substantially enhances the mechanical stability of the membranes, but may also result in enhanced fractionation of the counter-ions. The hypothesis of this research team is that the combined effect of the recycled membrane (with ultrafiltration-like properties) and the application of the polymer mixture could improve the selective properties of the membrane due to an enhanced sieving effect. These membranes could be suitable for the separation and recovery of nutrients (nitrate) from wastewaters, thereby representing the implementation of a circular economy approach in the water sector. Conclusions Research on membrane recycling is an essential tool for bringing the water sector closer to a circular economy. Direct Figura 4. Electrodiálisis: Flujo de iones a través de las membranas de intercambio catiónico (C) y aniónico (A), bajo la acción de un campo eléctrico. Figure 4. Electrodialysis: Ion flux across the Cation (C) and the Anion Exchange Membranes (A), under the application of an electric field. Figura 5: Preparación de membranas de intercambio aniónico con propiedades selectivas hacia el nitrato. Adaptada de [5]. | Figure 5: Preparation of anion exchange membranes with nitrate selective properties. Adapted from [5]. Figura 6. Evolución de la concentración de los contraiones en los experimentos realizados utilizando diferentes membranas preparadas en el laboratorio. Adaptada de [5]. | Figure 6. Time course concentration of the counter-ions in the experiments performed with different membranes prepared in the laboratory. Adapted from [5].
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