journal article·2023-03-10

Membrane Fabrication and Modification by Atomic Layer Deposition: Processes and Applications in Water Treatment and Gas Separation

Amir Hossein Behroozi, Vahid Vatanpour, Louise Meunier, Mohammad Mehrabi, Ehssan H. Koupaie

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Abstract

Membrane-based separation processes are part of most water purification plants worldwide. Industrial separation applications, primarily water purification and gas separation, can be improved with novel membranes or modification to existing ones. Atomic layer deposition (ALD) is an emerging technique that is proposed to upgrade certain kinds of membranes independent of their chemistry and morphology. ALD deposits thin, defect-free, angstrom-scale, and uniform coating layers on a substrate's surface by reacting with gaseous precursors. The surface-modifying effects of ALD are described in the present review, followed by a description of various types of inorganic and organic barrier films and how these can be used in combination with ALD. The role of ALD in membrane fabrication and modification is categorized into different membrane-based groups according to the treated medium, i.e., water or gas. In all membrane types, the ALD-based direct deposition of inorganic materials, mainly metal oxides, on the membrane surface can improve antifouling, selectivity, permeability, and hydrophilicity. Therefore, the ALD technique can broaden the applications of membranes to the treatment of emerging contaminants in water and air. Finally, the advancement, limitations, and challenges of ALD-based membrane fabrication and modification are compared to provide a comprehensive guideline for developing next-generation membranes with improved filtration and separation performance.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Semiconductor materials and devices · Membrane Separation Technologies · Graphene research and applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Chemical Engineering, Queen’s University, Kingston K7L 3N6, Ontario, Canada

Department of Applied Chemistry, Faculty of Chemistry, Kharazmi University, Tehran 15719-14911, Iran

National Research Center on Membrane Technologies, Istanbul Technical University, Maslak 34469, Istanbul Turkey

Environmental Engineering Department, Istanbul Technical University, Maslak 34469, Istanbul, Turkey

Funding

Istanbul Teknik ?niversitesi · Queen's University · Kharazmi University

References (100+)

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