水処理用三次元印刷膜の製造方法の見直し

Review of manufacturing three-dimensional-printed membranes for water treatment.

• Merlin N Issac
• Balasubramanian Kandasubramanian

抄録

工業化の進展に伴い、水処理は染料、重金属、油分、医薬品、不正薬物などの根絶に必要なものとなっている。これらの汚染物質は、慢性または急性の中毒を引き起こし、人の健康に差し迫った脅威をもたらします。これらの汚染物質は有害ではあるが、低濃度の金属の存在は人間の健康に不可欠である。3Dプリンティング(添加物製造) (3DP)は、他のどの慣習的な方法よりも確実に設計されている製造業の層別方法によって、様々なスケール間のオブジェクトの広い配列のほぼあらゆる複雑な幾何学的な形を作り出すことができます。3DPは、既存の膜ハウジングのパターンを改良し、塩水淡水化や排水浄化プラントでの電力需要や化学物質の使用量を削減できる可能性がある。正しく配置された開口部や形状の3Dプリントされた膜は、膜の表面を流れる物質の輸送性を高め、膜の汚れを軽減することができる。このような技術は、ポリマー、バイオポリマー、合金、金属、セラミックスなどの膜をCAD（コンピュータ支援設計）で形成するものです。また、孔径40～600μmのポリ乳酸多孔質超疎水性膜は、CADを用いた3Dプリンティング技術を用いて孔径を250μmに調整した場合、油水分離力99.4%とフラックス60kL h mを示した。このレビューでは，廃水から有害汚染物質を効率的に除去するための3Dプリント膜の能力に焦点を当てている．グラフィカルアブストラクト 水処理のための3Dプリント膜。

With the exacerbation of industrialization, water treatment has become a necessary step for the eradication of dyes, heavy metals, oils, pharmaceuticals, and illicit drugs. These pollutants pose an impending threat to the health of humans by causing chronic or acute poisoning. Albeit they are noxious, the presence of some metals in lower concentrations is indispensable for human health. 3D printing (additive manufacturing) (3DP) can contrive nearly any complicated geometric form in a wide array of objects among various scales by a layer-wise method of manufacturing, which is more indubitably designed than any other conventional method. 3DP could remodel the existing patterns of membrane housing and possibly trim down the power demand and chemical use in saltwater desalinating and wastewater purification plants. Membranes that are 3D printed with correctly arranged apertures and shapes enhance material transport and flow athwart the surface of the membrane and at once lessen membrane soiling. This kind of technology forges membranes of polymers, biopolymers, alloys, metals, and ceramics via computer-aided design (CAD). A polylactic acid porous super-hydrophobic membrane with pore size in the range 40-600 μm showed 99.4% oil-water separating power and 60 kL h m flux when the pore size was tuned to 250 μm via CAD-aided 3D printing technology. This review focuses on the ability of 3D-printed membranes for the efficient removal of toxic pollutants from wastewater. Graphical abstract 3D-printed membranes for water treatment.