Membrane distillation is an advanced water treatment technology that effectively separates contaminants from water by leveraging the differences in vapor pressure across a hydrophobic membrane. However, to enhance the efficiency and effectiveness of this process, it is essential to modify the membranes used. One promising modification technique is the Janus configuration, which involves creating membranes with dual functionalities. On one of the membrane sides, the integration of photocatalytic materials like titanium dioxide (TiO₂) facilitates the degradation of organic pollutants through photocatalysis, significantly improving water quality. On the opposing side, the application of hexamethyldisilazane (HMDS) through spray coating leads to hydrophobicity to the membrane, enhancing its distillation capabilities.

In this research, both commercial polyvinylidene fluoride (PVDF) and polytetrafluoroethylene (PTFE) microfilters were employed to investigate how these modifications impact the removal of micropollutants. The study was conducted over a two-month period in Brazil, aiming to assess the effectiveness of the modified membranes in degrading and removing micropollutants.

Tests with methylene blue indicated the modified membranes' effectiveness in degrading theoretical micropollutants through photocatalysis. Tests showed that 8 hours of UV exposure with a 1,5% TiO₂ spray coating led to 71.18% degradation. The degradation continued to increase over time, reaching 99.49% degradation after 26 hours of exposure.

Goniometer readings were used to assess levels of hydrophobicity achieved on the HMDS modified side. Varying concentrations of HMDS demonstrated a range of contact angles peaking at 120 degrees at 0.324 Molar on the PDVF membranes. However, adding TiO2 reduced hydrophobicity, suggesting the need for better incorporation techniques. Ultimately, membrane distillations experiments were conducted with saltwater to find out the efficiency of which the permeated water was being distilled and treated.

The membrane distillation experiments revealed that the PTFE membrane had consistent desalination performance, while PVDF membranes faced stability issues, even after modification. Further research is needed to optimize formulations and improve membrane durability for practical water treatment applications. The findings provide a foundation for future water purification studies, demonstrating the potential of advanced membrane technologies that address global water quality issues

Membrandestillation är en avancerad vattenreningsteknik som effektivt separerar föroreningar från vatten genom att utnyttja skillnader i ångtryck över ett hydrofobt membran. För att förbättra effektiviteten och verkningsgraden i denna process är det dock nödvändigt att modifiera de membran som används. En lovande modifieringsteknik är Janus-konfigurationen, som innebär att man skapar membran med dubbla funktioner. På ena sidan av membranet integreras fotokatalytiska material som titandioxid (TiO₂) för att underlätta nedbrytningen av organiska föroreningar genom fotokatalys, vilket avsevärt förbättrar vattenkvaliteten. På den motsatta sidan appliceras hexametylsilazan (HMDS) genom spraybeläggning, vilket ger membranet hydrofobicitet och förbättrar dess destillationskapacitet.

I denna forskning användes både kommersiella polyvinylidenfluorid (PVDF) och polytetrafluoretylen (PTFE) mikrofilter för att undersöka hur dessa modifieringar påverkar avlägsnandet av mikroföroreningar. Studien genomfördes under en tvåmånadersperiod i Brasilien med syftet att utvärdera hur effektiva de modifierade membranen är i nedbrytning och avlägsnande av mikroföroreningar.

Tester med metylenblått indikerade de modifierade membranens effektivitet i att bryta ner teoretiska mikroföroreningar genom fotokatalys. Tester visade att 8 timmars UV-exponering med en 1,5 % TiO₂-spraybeläggning ledde till 71,18 % nedbrytning. Nedbrytningen fortsatte att öka över tid och nådde 99,49 % nedbrytning efter 26 timmars exponering.

Goniometermätningar användes för att bedöma nivåerna av hydrofobicitet på den HMDS-modifierade sidan. Varierande koncentrationer av HMDS visade ett spektrum av kontaktvinklar med en topp på 120 grader vid 0,324 molar på PVDF-membranen. Dock minskade hydrofobiciteten vid tillsats av TiO₂, vilket tyder på behovet av bättre inkorporeringstekniker. Slutligen genomfördes membrandestillationsexperiment med saltvatten för att undersöka effektiviteten i hur det permeerade vattnet destillerades och behandlades.

Membrandestillationsexperimenten visade att PTFE-membranet hade en jämn avsaltningsprestanda, medan PVDF-membranen stötte på stabilitetsproblem, även efter modifiering. Ytterligare forskning behövs för att optimera formuleringarna och förbättra membranens hållbarhet för praktiska vattenreningstillämpningar. Resultaten utgör en grund för framtida vattenreningsstudier och visar potentialen för avancerade membranteknologier som kan hantera globala vattenkvalitetsproblem