Cet article présente des méthodes pratiques pour préparer des hydrogels dans des films autoportants et des membranes imprégnées et pour caractériser leurs propriétés physiques, y compris les propriétés de transport de l’eau.
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Article de méthode
Synthèse des hydrogels avec des propriétés antisalissure Membranes pour la purification de l'eau
Dans cet article
Résumé
Résumé
Hydrogels ont été largement utilisés pour améliorer le caractère hydrophile de la surface des membranes pour la purification de l'eau, ce qui augmente les propriétés antisalissure et réalisant ainsi la perméabilité à l'eau stable à travers des membranes au fil du temps. Nous rapportons ici une méthode facile pour préparer des hydrogels à base de zwitterions pour les applications de la membrane. films autoportants peuvent être préparés à partir de méthacrylate de sulfobétaïne (SBMA) avec un agent de réticulation de poly (éthylène glycol) diacrylate (PEGDA) via photopolymérisation. Les hydrogels peuvent également être préparés par imprégnation dans des supports hydrophobes poreux pour améliorer la résistance mécanique. Ces films peuvent être caractérisés par Fourier de réflexion totale atténuée spectroscopie infrarouge à transformée (ATR-FTIR) pour déterminer le degré de conversion des groupes (méth) acrylate, en utilisant des goniomètres pour l'analyse calorimétrique hydrophilie et différentiel (DSC) pour la dynamique de la chaîne polymère. Nous présentons également des protocoles pour déterminer la perméabilité à l'eau dans filtra impassesystèmes et l'effet tion de antisalissures (albumine de sérum bovin, BSA) sur les performances de la membrane.
Introduction
Il y a un grand besoin de développer des technologies efficaces à faible coût et de l'énergie pour produire de l'eau propre afin de répondre à la demande croissante. Membranes polymères ont émergé comme une technologie de pointe pour la purification de l' eau en raison de leurs avantages inhérents, tels que leur haute efficacité énergétique, à faible coût, et la simplicité dans le fonctionnement 1. Les membranes permettent à l'eau pure pour passer à travers et de rejeter les contaminants. Cependant, les membranes sont souvent soumises à un encrassement par les contaminants présents dans l'eau d'alimentation, qui peuvent....
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Protocole
1. Préparation des solutions prépolymères
- Préparation en utilisant l' eau comme solvant
- Ajouter 10,00 g d'eau désionisée (DI) à une bouteille en verre avec une barre d'agitation magnétique.
- Mesurer 2,00 g de SBMA et de le transférer à la bouteille en verre contenant l'eau. On agite la solution pendant 30 min, jusqu'à ce que le SBMA soit complètement dissous.
- Dans un flacon séparé, ajouter 20,00 g de PEGDA (M n = 700 g / mol).
- Ajouter 20,0 mg de 1-hydroxycyclohexylphénylcétone (de HCPK), un photo-initiateur, à la solution PEGDA. Laissez l....
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Résultats
Films autoportants préparés avec les solutions de prépolymère spécifiées dans les étapes 1.1 et 1.2 sont considérés comme des S50 et S30, respectivement. Des informations détaillées sont présentées dans le tableau 1. La solution de prépolymère spécifié à l' étape 1.2 a également été utilisé pour fabriquer des membranes imprégnées, qui sont désignés comme IMS30. Du fait que le support poreux est constitué de polyéthyl.......
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Discussion
Nous avons fait preuve d'une méthode facile pour préparer des films éléctriques et membranes imprégnées sur la base hydrogels zwitterioniques. La disparition de trois (méth) des pics caractéristiques acrylate ( par exemple, 810, 1190 et 1410 cm -1) dans le spectre IR des films de polymère obtenues et de la membrane imprégnée (Figure 2) indique la bonne conversion des monomères et agent de réticulation 4, 19,
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Déclarations de divulgation
Les auteurs déclarent qu’ils n’ont pas d’intérêts financiers concurrents.
Remerciements
Nous remercions le Centre coréen de R&D sur la capture et la séquestration du carbone (KCRC) pour son soutien financier à ce travail.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Diacrylate de poly(éthylène glycol) ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; Mn = 700 (PEGDA) | Sigma Aldrich | 455008 | |
| 1-Hydroxycyclohexyl phénylcétone, 99 % (HCPK) | Sigma Aldrich | 405612 | |
| [2-(Methacrloyloxy)ethyl dimethyl-(3-sulfopropyl) ammonium hydroxyde, 97 | Sigma Aldrich | 537284 | à toxicité aiguë |
| , 95 | Koptec, VWR International | V1101 | Décane-inflammable |
| , anhydre, 99 % | Sigma Aldrich | 457116 | |
| Solupor Membrane | Lydall | 7PO7D | |
| Micromètre ; | Starrett | 2900-6 | |
| ATR-FTIR | Vertex 70 | ||
| DSC : TA Q2000 | TA Instruments | ||
| Goniomètre Rame'-hart : Modèle 190 | Rame'-hart Instruments | ||
| Réticulant ultraviolet : CX-2000 | Ultra-Violet Products | Rayonnement UV ; | |
| Cellule de perméation : Modèle UHP-43 | Advantec MFS | ||
| Désionisée Eau : Milli-Q Eau | EMD Millipore |
Références
- Qasim, M., Darwish, N. A., Sarp, S., Hilal, N. Water desalination by forward (direct) osmosis phenomenon: A comprehensive review. Desalination. , 47-69 (2015).
- Geise, G. M., et al. Water purification by membranes: The role of polymer science. J. Polym. Sci. Part B Polym. Phys. 48 (15), 1685-1718 (2010).
- Miller, D. J., Dreyer, D., Bielawski, C., Paul, D. R., Freeman, B. D.
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Réimpressions et autorisations
