PL240790B1 - Sposób otrzymywania membran z polieterosulfonu modyfikowanych nanorurkami tytanianowymi - Google Patents
Sposób otrzymywania membran z polieterosulfonu modyfikowanych nanorurkami tytanianowymi Download PDFInfo
- Publication number
- PL240790B1 PL240790B1 PL430086A PL43008619A PL240790B1 PL 240790 B1 PL240790 B1 PL 240790B1 PL 430086 A PL430086 A PL 430086A PL 43008619 A PL43008619 A PL 43008619A PL 240790 B1 PL240790 B1 PL 240790B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- solvent
- titanate nanotubes
- dimethylformamide
- tnt
- membrane
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 title claims abstract description 32
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 28
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 34
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000000614 phase inversion technique Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 abstract description 32
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 29
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 21
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 19
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 11
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 9
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 7
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 4
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 4
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 4
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 4
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 3
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 3
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 3
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 229910010445 TiO2 P25 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- HPTYUNKZVDYXLP-UHFFFAOYSA-N aluminum;trihydroxy(trihydroxysilyloxy)silane;hydrate Chemical compound O.[Al].[Al].O[Si](O)(O)O[Si](O)(O)O HPTYUNKZVDYXLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229910052621 halloysite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- QYSGYZVSCZSLHT-UHFFFAOYSA-N octafluoropropane Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F QYSGYZVSCZSLHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 1
- 239000012465 retentate Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania membran z polieterosulfonu modyfikowanych nanorurkami tytanianowymi, metodą inwersji faz - wariant mokry, z wykorzystaniem N,N-dimetyloformamidu jako rozpuszczalnika, z użyciem ultradźwięków, który charakteryzuje się tym, że nanorurki tytanianowe rozprasza się w N,N-dimetyloformamidzie z dodatkiem dodecylosiarczanu sodu jako środka dyspergującego, otrzymaną zawiesinę łączy się z roztworem polieterosulfonu w N,N-dimetyloformamidzie, a powstały roztwór poddaje mieszaniu na mieszadle magnetycznym, stosując prędkość 300 obr/min przez 2 godziny. Otrzymuje się roztwór błonotwórczy zawierający 15% mas. polieterosulfonu, 80 - 84,5% mas. N,N-dimetyloformamidu, 0,25 - 5% mas. dodecylosiarczanu sodu oraz 0,15% mas. nanorurek tytanianowych, który wylewa się na płytę i zanurza w nierozpuszczalniku uzyskując membranę. Proces wymieszania nanorurek tytanianowych z rozpuszczalnikiem i środkiem dyspergującym prowadzi się przy użyciu łaźni ultradźwiękowej o mocy 320 W, 40 kHz.
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania membran z polieterosulfonu modyfikowanych nanorurkami tytanianowymi.
Jednym z najistotniejszych problemów eksploatacyjnych związanych ze stosowaniem ciśnieniowych procesów membranowych jest zjawisko blokowania membran (fouling). Fouling polega na akumulacji zawartych w strumieniu wody zanieczyszczeń na powierzchni lub wewnątrz porów membrany, co prowadzi do spadku strumienia permeatu, a zatem obniżenia wydajności procesu, jak również do skrócenia czasu życia membrany i wzrostu kosztów procesu.
W celu ograniczenia zjawiska blokowania, membrany poddaje się różnym modyfikacjom. Jedno z rozwiązań polega na wprowadzeniu w strukturę membrany nanomateriałów, takich jak: SiO2 (J. Huang, K. Zhang, K. Wang, Z. Xie, B. Ladewig, H. Wang, J. Membrane Sci. (2012) 423-424, 363-370), AI2O3 (J.C. Mierzwa, V. Arieta, M. Verlage, J. Carvalho, C.D. Vecitis, Desalination (2013) 314, 147158), ZnO (H. Rajabi, N. Ghaemi, S. S. Madaeni, P. Daraei, B. Astinchap, S. Zinadini, S. H. Razavizadeh, Appl. Surf. Sci. (2015) 349, 66-77), nanocząstki srebra (A. Ananth, G. Arthanareeswaran, A.F. Ismail, Y.S. Mok, T. Maatsura, Colloid Surface A (2014) 451, 151-160), nanocząstki miedzi (N. Akar, B. Asar, N. Dizge, I. Koyuncu, J. Membrane Sci. (2013) 437, 216-226) czy też nanorurki węglowe (E. Celik, H. Park, H. Choi, H. Choi, Water Res. 45 (2011) 274-282) i haloizytowe (H. Yu, Y. Zhang, X. Sun, J. Liu, H. Zhang, Chem. Eng. J. (2014) 237, 322-328).
W literaturze przedmiotu można również spotkać prace, w których jako modyfikatory wykorzystuje się nanorurki TiO2 lub tytanianowe, oznaczane wspólnym akronimem TNT. Nanorurki TNT stosowano m.in. do otrzymania membran z polieterosulfonu (PES) przeznaczonych do próżniowej destylacji membranowej (H. Abdallah, A.F. Moustafa, A.A. AlAnezi, H.E.M. El-Sayed, Desalination 346 (2014) 30-36). Według przedstawionej metodyki proces przygotowania membrany obejmował przygotowanie roztworu błonotwórczego poprzez: (1) rozpuszczenie 10%mas. polimeru w N-metylopirolidonie (NMP), (2) rozpuszczenie 5%mas. tetrametylosiloksanu w acetonitrylu i dodanie 5%mas. TNT, (3) zmieszanie uzyskanych roztworów, (4) wylanie uzyskanego roztworu błonotwórczego na szklanej płytce i (5) zanurzenie całości w kąpieli żelującej. Metoda inwersji faz została również zastosowana przez Szymańskiego i in. (K. Szymański, P. Sienkiewicz, P. Zadrożny, S. Mozia „Wpływ zawartości srebra w nanorurkach tytanianowych na właściwości fizykochemiczne, transportowe oraz antybakteryjne membran z polieterosulfonu” w: „Postępy w technologii i inżynierii chemicznej 2018”, pr. zb. pod red. Z. LendzionBieluń i D. Moszyńskiego, Wydawnictwo Uczelniane Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie, Szczecin 2018; http://www.wtiich.zut.edu.pl/EN/ptchem/iii-szczecinskie-sympozjum-mlodych-chemikow.html) do otrzymania membran PES zawierających TNT dodatkowo pokryte nanocząstkami srebra (Ag-TNT). Zastosowano roztwór błonotwórczy o składzie: 15%mas. PES, 84%mas. N,N-dimetyloformamidu (DMF), 1%mas. poliwinylopirolidonu (PVP) i 1%mas. Ag-TNT. Padaki i in. (M. Padaki, D. Emadzadeh, T. Masturra, F. Ismail, Desalination (2015) 362, 141-150) opracowali sposób otrzymywania membran polisulfonowych (PSU) zawierających TNT, o podwyższonej odporności na blokowanie przez substancje organiczne. Według podanej metodyki jako roztwór błonotwórczy wykorzystano mieszaninę zawierającą 17,5%mas. PSU, 0,5%mas. PVP i od 0,1 do 0,5%mas. TNT w NMP. W pracy Sumisha i in. (A. Sumisha, G. Arthanareeswaran, A.F. Ismail, D.P. Kumar, M.V. Shankar, RSC Adv. (2015) 5, 39464) opisano metodę otrzymywania membran polieteroimidowych (PEI) modyfikowanych TNT, charakteryzujących się wysoką zdolnością do usuwania soli z wody. Proces przygotowania membran obejmował sporządzenie roztworu błonotwórczego stanowiącego mieszaninę 17,5%mas. PEI i 0,5%mas. TNT w NMP. Tak przygotowany roztwór błonotwórczy wylewano na płytce szklanej za pomocą aplikatora i zanurzano w kąpieli wodnej. Z opisu zgłoszenia wynalazku PL 419843 znany jest sposób otrzymywania membran polimerowych modyfikowanych nanorurkami tytanianowymi, metodą inwersji faz - wariant mokry, z użyciem polieterosulfonu, który charakteryzuje się tym, że polieterosulfon w ilości 15%mas. miesza się z rozpuszczalnikiem w postaci N, N-dimetyloformamidu oraz nanorurkami tytanianowymi jako modyfikatorem, w ilości od 0,5 do 2,0%mas. w stosunku do polieterosulfonu. Stosuje się nanorurki tytanianowe otrzymane metodą hydrotermalną, o średnicy wewnętrznej w zakresie 2,8 nm - 4,6 nm, a zewnętrznej 6,4 nm - 9,1 nm, o powierzchni właściwej Sbet = 370-390 m2/g. Wykorzystując metodę inwersji faz jako nierozpuszczalnik stosuje się wodę destylowaną. W celu wymieszania nanorurek tytanianowych z rozpuszczalnikiem oraz polimerem stosuje się ultradźwięki. Z opisu zgłoszenia wynalazku PL 419844 znany jest sposób otrzymywania membran polimerowych
PL 240 790 B1 modyfikowanych nanorurkami tytanianowymi, metodą inwersji faz - wariant mokry, z użyciem polieterosulfonu, który charakteryzuje się tym, że polieterosulfon w ilości 10-20%mas. miesza się z rozpuszczalnikiem w postaci N,N-dimetyloformamidu oraz nanorurkami tytanianowymi jako modyfikatorem w ilości od 2 do 10%mas. w stosunku do polieterosulfonu. Stosuje się nanorurki tytanianowe otrzymane metodą hydrotermalną, o średnicy wewnętrznej w zakresie 2,8 nm - 4,6 nm, a zewnętrznej 6,4 nm 9,1 nm, o powierzchni właściwej Sbet = 370-390 m2/g. Wykorzystując metodę inwersji faz jako nierozpuszczalnik stosuje się wodę destylowaną. W celu wymieszania nanorurek tytanianowych z rozpuszczalnikiem oraz polimerem stosuje się ultradźwięki.
Przytoczone przykłady wskazują, że membrany polimerowe zawierające TNT są przeważnie otrzymywane poprzez przygotowanie roztworu błonotwórczego składającego się z polimeru rozpuszczonego w rozpuszczalniku organicznym oraz nanorurek TNT pełniących rolę modyfikatora. W nielicznych przypadkach skład roztworu obejmował również dodatek czynnika porotwórczego w postaci PVP.
Sposób wytwarzania membran z polieterosulfonu modyfikowanych nanorurkami tytanianowymi, według wynalazku, metodą inwersji faz - wariant mokry, z wykorzystaniem N, N-dimetyloformamidu jako rozpuszczalnika, z użyciem ultradźwięków, charakteryzuje się tym, że nanorurki tytanianowe rozprasza się w N, N-dimetyloformamidzie z dodatkiem dodecylosiarczanu sodu jako środka dyspergującego, otrzymaną zawiesinę łączy się z roztworem polieterosulfonu w N, N-dimetyloformamidzie, a powstały roztwór poddaje mieszaniu na mieszadle magnetycznym, stosując prędkość 300 obr/min przez 2 godziny. Otrzymuje się roztwór błonotwórczy zawierający 15%mas. polieterosulfonu, 80-84,5%mas. N, N-dimetyloformamidu, 0,25-5%mas. dodecylosiarczanu sodu oraz 0,15%mas. nanorurek tytanianowych, który wylewa się na płytę i zanurza w nierozpuszczalniku uzyskując membranę. Proces wymieszania nanorurek tytanianowych z rozpuszczalnikiem i środkiem dyspergującym prowadzi się przy użyciu łaźni ultradźwiękowej o mocy 320 W, 40 kHz. Jako nierozpuszczalnik w metodzie inwersji faz stosuje się wodę. Stosuje się nanorurki tytanianowe otrzymane metodą hydrotermalną opisaną w publikacji S. Mozia, E. Borowiak-Paleń, J. Przepiórski, B. Grzmil, T. Tsumura, M. Toyoda, J. Grzechulska-Damszel, A. W. Morawski, J. Phys. Chem. Solids 71 (2010) 263-272, wykorzystując jako prekursor komercyjny ditlenek tytanu Aeroxide® TO2 P25.
Zaletą sposobu według wynalazku jest otrzymanie membran o podwyższonej odporności na blokowanie przez substancje organiczne (fouling). Zastosowanie dodecylosiarczanu sodu umożliwiło poprawę dyspersji TNT w strukturze membrany, wskutek czego otrzymano membrany zawierające mniejsze, bardziej równomiernie rozproszone aglomeraty TNT niż w przypadku membran bez dodatku SDS jako środka dyspergującego. Efektem zastosowania SDS jako dysperganta jest ponadto zwiększenie hydrofilowości membran, co ma korzystny wpływ na ich przepuszczalność, jak również odporność na blokowanie przez zanieczyszczenia organiczne. Korzyści wynikające z proponowanej modyfikacji przekładają się zatem na zwiększenie wydajności procesu filtracji (wyższe strumienie permeatu), jak również ograniczenie częstotliwości czyszczenia membran (ograniczenie foulingu).
Sposób według wynalazku bliżej objaśniony jest w poniższych przykładach wykonania.
P r z y k ł a d 1
Membranę PES/1%TNT/0,25%SDS otrzymano metodą inwersji faz (wariant mokry) używając polieterosulfonu, N, N-dimetyloformamidu jako rozpuszczalnika polimeru, wody demineralizowanej jako nierozpuszczalnika, nanorurek tytanianowych jako modyfikatora oraz dodecylosiarczanu sodu jako czynnika dyspergującego nanocząstki. Nanorurki otrzymano metodą hydrotermalną opisaną w (S. Mozia, E. Borowiak-Paleń, J. Przepiórski, B. Grzmil, T. Tsumura, M. Toyoda, J. Grzechulska-Damszel, A. W. Morawski, J. Phys. Chem. Solids 71 (2010) 263-272), wykorzystując jako prekursor komercyjny ditlenek tytanu Aeroxide® TiO2 P25. Do naczynia teflonowego dodano 2 g TO2 i 60 cm3 10 mol/dm3 roztworu NaOH, po czym mieszaninę poddano działaniu ultradźwięków przez 1 h, a następnie umieszczono w autoklawie na czas 24 h w temperaturze 140°C. Uzyskaną zawiesinę płukano wodą ultraczystą i 0,1 mol/dm3 roztworem HCl, po czym suszono w 80°C.
W celu przygotowania roztworu błonotwórczego do szklanej butelki wprowadzono 0,0418 g TNT, 0,0694 g środka dyspergującego oraz 10 cm3 rozpuszczalnika. Zawiesinę poddano działaniu ultradźwięków przy użyciu łaźni ultradźwiękowej (Polsonic Sonic-6D, 320 W, 40 kHz) przez 0,5 h w celu dyspersji TNT w rozpuszczalniku. Otrzymaną dyspersję TNT energicznie dodano do uprzednio przygotowanego w drugiej szklanej butelce roztworu PES (4,18 g) w DMF (15 cm3) oraz całość wymieszano stosując prędkość 300 obr/min przez 2 h. Tak przygotowaną mieszaninę pozostawiono do odgazowania, a następnie wylano w postaci filmu na szklanej płycie wykorzystując automatyczny aplikator wyposażony
PL 240 790 B1 w nóż o szczelinie 0,1 mm. Płytę z filmem zanurzono w kąpieli wodnej o temperaturze 20±1°C i przechowywano w nierozpuszczalniku przez 24 h w celu wymycia pozostałości rozpuszczalnika.
Do określenia odporności na blokowanie membrany PES/1%TNT/0,25%SDS zastosowano instalację do ultrafiltracji wyposażoną w moduł membranowy ze stali nierdzewnej, pompę tłokową oraz zbiornik nadawy. Ciśnienie regulowano za pomocą zaworu iglicowego. Roztwór zasilający (nadawa) kierowany był do modułu membranowego ulegając podziałowi na dwa strumienie: permeat i retentat. Ciśnienie transmembranowe stosowane podczas procesu wynosiło AP = 0,1 MPa. Temperaturę nadawy utrzymywano na poziomie 20±1°C. Podczas procesu ultrafiltracji wody demineralizowanej o przewodności 0,066 μS/cm (Elix 3, Millipore) mierzono maksymalny strumień permeatu (Jmax). Odporność membran na fouling określano na podstawie wartości strumieni permeatu uzyskanych podczas ultrafiltracji roztworu surowiczej albuminy wołowej (Jaw). Stężenie roztworu wynosiło 0,1 g/dm3. Oznaczeń zawartości surowiczej albuminy wołowej (AW) w nadawie i permeacie dokonano mierząc stężenie ogólnego węgla organicznego (OWO) za pomocą analizatora węgla organicznego.
Dla porównania przeprowadzono również badania membrany z polieterosulfonu przygotowanej według tego samego sposobu, jednak niezawierającej nanorurek tytanianowych oraz dodecylosiarczanu sodu (PES/0%TNT/0%SDS).
W czasie procesu ultrafiltracji roztworu albuminy wołowej przez membranę PES//1%TNT/0,25%SDS strumień permeatu (Jaw) obniżył się o 69% w stosunku do wartości strumienia mierzonego w odniesieniu do wody (Jmax). Spadek ten był mniejszy niż w przypadku membrany PES/0%TNT/0%SDS, gdzie strumień permeatu Jaw obniżył się o 80%.
P r z y k ł a d 2
Membranę PES/1%TNT/1%SDS otrzymano metodą inwersji faz jak w przykładzie pierwszym z tym, że w celu przygotowania roztworu błonotwórczego do pierwszej szklanej butelki wprowadzono 0,0421 g TNT, 0,2782 g środka dyspergującego oraz 10 cm3 rozpuszczalnika, a w drugiej szklanej butelce rozpuszczono 4,21 g PES w 15 cm3 DMF.
Membranę PES/1%TNT/1%SDS poddano badaniom właściwości antyfoulingowych według procedury opisanej w przykładzie pierwszym. W czasie procesu ultrafiltracji roztworu surowiczej albuminy wołowej przez membranę PES/1 %TNT/1%SDS strumień permeatu (Jaw) obniżył się o 59% w stosunku do wartości strumienia mierzonego w odniesieniu do wody (Jmax). Spadek ten był mniejszy niż w przypadku membrany PES/0%TNT/0%SDS, gdzie strumień permeatu Jaw obniżył się o 80%.
P r z y k ł a d 3
Membranę PES/1%TNT/2,5%SDS otrzymano metodą inwersji faz jak w przykładzie pierwszym z tym, że w celu przygotowania roztworu błonotwórczego do pierwszej szklanej butelki wprowadzono 0,0429 g TNT, 0,6973 g środka dyspergującego oraz 10 cm3 rozpuszczalnika, a w drugiej szklanej butelce rozpuszczono 4,29 g PES w 15 cm3 DMF.
Membranę PES/1%TNT/2,5%SDS poddano badaniom właściwości antyfoulingowych według procedury opisanej w przykładzie pierwszym. W czasie procesu ultrafiltracji roztworu surowiczej albuminy wołowej przez membranę PES/1%TNT/2,5%SDS strumień permeatu (Jaw) obniżył się o 71% w stosunku do wartości strumienia mierzonego w odniesieniu do wody (Jmax). Spadek ten był mniejszy niż w przypadku membrany PES/0%TNT/0%SDS, gdzie strumień permeatu Jaw obniżył się o 80%.
P r z y k ł a d 4
Membranę PES/1%TNT/5%SDS otrzymano metodą inwersji faz jak w przykładzie pierwszym z tym, że w celu przygotowania roztworu błonotwórczego do pierwszej szklanej butelki wprowadzono 0,0443 g TNT, 1,4013 g środka dyspergującego oraz 10 cm3 rozpuszczalnika, a w drugiej szklanej butelce rozpuszczono 4,43 g PES w 15 cm3 DMF.
Membranę PES/1%TNT/5%SDS poddano badaniom właściwości antyfoulingowych według procedury opisanej w przykładzie pierwszym. W czasie procesu ultrafiltracji roztworu surowiczej albumi ny wołowej przez membranę PES/1 %TNT/5%SDS strumień permeatu (Jaw) obniżył się o 65% w stosunku do wartości strumienia mierzonego w odniesieniu do wody (Jmax). Spadek ten był mniejszy niż w przypadku membrany PES/0%TNT/0%SDS, gdzie strumień permeatu Jaw obniżył się o 80%.
P r z y k ł a d 5
Membranę PES/1%TNT/1%SDS otrzymaną jak w przykładzie drugim, poddano badaniom odporności na blokowanie według procedury opisanej w przykładzie pierwszym z tym, że zastosowano roztwór alginianu sodu (0,1 g/dm3). Oznaczeń zawartości alginianu sodu (AS) w nadawie i permeacie dokonano mierząc stężenie ogólnego węgla organicznego (OWO) za pomocą analizatora węgla organicznego.
PL 240 790 B1
W czasie procesu ultrafiltracji roztworu alginianu sodu przez membranę PES/1%TNT/1%SDS strumień permeatu (Jas) obniżył się o 40% w stosunku do wartości strumienia mierzonego w odniesieniu do wody (Jmax). Spadek ten był mniejszy niż w przypadku membrany PES/0%TNT/0%SDS, gdzie strumień permeatu Jas obniżył się o 68%.
P r z y k ł a d 6
Membranę PES/1%TNT/5%SDS otrzymaną jak w przykładzie czwartym, poddano badaniom odporności na blokowanie według procedury opisanej w przykładzie piątym.
W czasie procesu ultrafiltracji roztworu alginianu sodu przez membranę PES/1%TNT/5%SDS strumień permeatu (Jas) obniżył się o 52% w stosunku do wartości strumienia mierzonego w odniesieniu do wody (Jmax). Spadek ten był mniejszy niż w przypadku membrany PES/0%TNT/0%SDS, gdzie strumień permeatu Jas obniżył się o 68%.
Claims (4)
1. Sposób wytwarzania membran z polieterosulfonu modyfikowanych nanorurkami tytanianowymi, metodą inwersji faz - wariant mokry, z wykorzystaniem N, N-dimetyloformamidu jako rozpuszczalnika, z użyciem ultradźwięków, znamienny tym, że nanorurki tytanianowe rozprasza się w N, N-dimetyloformamidzie z dodatkiem dodecylosiarczanu sodu jako środka dyspergującego, otrzymaną zawiesinę łączy się z roztworem polieterosulfonu w N, N-dimetyloformamidzie, a powstały roztwór poddaje mieszaniu na mieszadle magnetycznym, stosując prędkość 300 obr/min przez 2 godziny i otrzymuje się roztwór błonotwórczy zawierający 15% masowych polieterosulfonu, 80-84,5% masowych N, N-dimetyloformamidu, 0,25-5% masowych dodecylosiarczanu sodu oraz 0,15% masowego nanorurek tytanianowych, który wylewa się na płytę i zanurza w nierozpuszczalniku uzyskując membranę.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces wymieszania nanorurek tytanianowych z rozpuszczalnikiem i środkiem dyspergującym prowadzi się przy użyciu łaźni ultradźwiękowej o mocy 320 W, 40 kHz.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w metodzie inwersji faz jako nierozpuszczalnik stosuje się wodę.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się nanorurki tytanianowe otrzymane metodą hydrotermalną.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL430086A PL240790B1 (pl) | 2019-06-03 | 2019-06-03 | Sposób otrzymywania membran z polieterosulfonu modyfikowanych nanorurkami tytanianowymi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL430086A PL240790B1 (pl) | 2019-06-03 | 2019-06-03 | Sposób otrzymywania membran z polieterosulfonu modyfikowanych nanorurkami tytanianowymi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL430086A1 PL430086A1 (pl) | 2020-12-14 |
| PL240790B1 true PL240790B1 (pl) | 2022-06-06 |
Family
ID=73727677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL430086A PL240790B1 (pl) | 2019-06-03 | 2019-06-03 | Sposób otrzymywania membran z polieterosulfonu modyfikowanych nanorurkami tytanianowymi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL240790B1 (pl) |
-
2019
- 2019-06-03 PL PL430086A patent/PL240790B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL430086A1 (pl) | 2020-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pang et al. | Preparation and characterization of ZrO2/PES hybrid ultrafiltration membrane with uniform ZrO2 nanoparticles | |
| CN109847586B (zh) | 高通量反渗透膜及其制备方法和用途 | |
| Prince et al. | Synthesis and characterization of PEG-Ag immobilized PES hollow fiber ultrafiltration membranes with long lasting antifouling properties | |
| Rahimpour et al. | Novel functionalized carbon nanotubes for improving the surface properties and performance of polyethersulfone (PES) membrane | |
| Wu et al. | Doping polysulfone ultrafiltration membrane with TiO2-PDA nanohybrid for simultaneous self-cleaning and self-protection | |
| CN102743984B (zh) | 纳米多孔陶瓷复合反渗透膜及其制备方法 | |
| Kang et al. | Novel PVDF hollow fiber ultrafiltration membranes with antibacterial and antifouling properties by embedding N-halamine functionalized multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) | |
| Zhang et al. | The effects of hydroxyapatite nano whiskers and its synergism with polyvinylpyrrolidone on poly (vinylidene fluoride) hollow fiber ultrafiltration membranes | |
| KR101150285B1 (ko) | 내오염성이 우수한 수처리용 분리막 및 이의 제조방법 | |
| CN102728240A (zh) | 一种新型聚偏氟乙烯膜及其制备方法和应用 | |
| Huang et al. | Novel N-doped graphene enhanced ultrafiltration nano-porous polyvinylidene fluoride membrane with high permeability and stability for water treatment | |
| Rahimi et al. | Preparation and characterization of a high antibiofouling ultrafiltration PES membrane using OCMCS-Fe3O4 for application in MBR treating wastewater | |
| Zhao et al. | Polyelectrolyte complex nanofiltration membranes: performance modulation via casting solution pH | |
| Wang et al. | Fabrication of Cu (OH) 2 nanowires blended poly (vinylidene fluoride) ultrafiltration membranes for oil-water separation | |
| Arahman et al. | Morphology and performance of pvdf membranes composed of triethylphospate and dimethyl sulfoxide solvents | |
| Sabri et al. | Hydrophilicity enhancement of metal oxide nanoparticles incorporated polysulfone ultrafiltration membrane | |
| CN106621857A (zh) | 一种醋酸纤维素基纳米材料复合超滤膜及其制备方法 | |
| Zinadini et al. | Preparation and characterization of high flux PES nanofiltration membrane using hydrophilic nanoparticles by phase inversion method for application in advanced wastewater treatment | |
| Pramono et al. | Polyvinylidene fluoride (PVDF)/Modified clay hybrid membrane for humic acid and methylene blue filtration | |
| Dastbaz et al. | The effect of functionalized MWCNT and SDS on the characteristic and performance of PAN ultrafiltration membrane | |
| Hassan et al. | Studying the performance of various polymeric ultrafiltration membranes in dye removal | |
| Saki et al. | The size and concentration effects of Al2O3 nanoparticles on PSF membranes with enhanced structural stability and filtration performance | |
| Bagheripour et al. | Preparation and characterization of PES-blend-sulfonated PVC nanofiltration membranes: Investigation of polymers blend ratio | |
| PL240790B1 (pl) | Sposób otrzymywania membran z polieterosulfonu modyfikowanych nanorurkami tytanianowymi | |
| CN109304103A (zh) | 一种疏松型大通量海水淡化膜及其制备方法与应用 |