Presión de entrada de líquido
La presión de entrada de líquido (LEP) de una membrana hidrofóbica es la presión que se debe aplicar a una membrana seca para que el líquido penetre en el interior de la membrana. LEP con la aplicación en destilación o pervaporación de membrana se puede calcular como un primer parámetro para indicar qué tan humectable es una membrana hacia diferentes soluciones líquidas. [1]
LEP depende de muchos parámetros, incluido el tamaño máximo de poro de la membrana, la tensión superficial del líquido, el ángulo de contacto del líquido en la superficie de la membrana y la estructura geométrica de la membrana. [1]
donde es un coeficiente de geometría de poro ( = 1 para poros cilíndricos y 0 < < 1 para poros no cilíndricos), [3] es la tensión superficial del líquido, es el ángulo de contacto medido en el lado del líquido, donde se encuentra la interfaz líquido-vapor la superficie de la membrana, y es el tamaño máximo de poro de la membrana.
Las membranas con tamaño de poro pequeño, distribución de tamaño de poro estrecho, geometría de poro cilíndrico ideal, baja energía superficial, alto ángulo de contacto y alta rugosidad típicamente muestran una LEP más alta. Rezaei et al. han demostrado que la presencia de una fase secundaria como el aire en la superficie de la membrana puede aumentar notablemente la LEP de la membrana, especialmente para materiales menos hidrofóbicos. [5]
Dado que la humectación generalmente no es deseable y representa una falla del proceso de la membrana, el diseño y la investigación se centran en evitar que ocurra (por ejemplo, a través de las condiciones de operación), [6] o revertir la humectación después de que haya ocurrido (por ejemplo, mediante el retrolavado o el secado de la membrana). [7] Los recubrimientos superficiales son una forma clave de mejorar la LEP: [8] estos idealmente son uniformes, causan ángulos de contacto muy altos y evitan la obstrucción de los poros. [9]
