Questo articolo riporta metodi pratici per preparare idrogel in film autoportanti e membrane impregnate e per caratterizzare le loro proprietà fisiche, comprese le proprietà di trasporto dell'acqua.
È richiesta un abbonamento a JoVE per visualizzare questo contenuto. Accedi o inizia la tua prova gratuita.
Articolo metodologico
Sintesi di idrogel con proprietà antivegetative come membrane per la purificazione dell'acqua
In questo articolo
Sommario
Abstract
Gli idrogel sono stati ampiamente utilizzati per migliorare l'idrofilicità superficiale delle membrane per la purificazione dell'acqua, aumentando le proprietà antivegetative e raggiungere permeabilità all'acqua stabile attraverso membrane nel tempo così. Qui, riportiamo un metodo facile per preparare idrogel a base di zwitterioni per applicazioni a membrana. pellicole indipendenti possono essere preparati da metacrilato solfobetaina (SBMA) con un reticolante di poli (etilene glicole) diacrilato (PEGDA) tramite fotopolimerizzazione. Gli idrogel possono anche essere preparati mediante impregnazione in supporti porosi idrofobi per aumentare la resistenza meccanica. Questi film possono essere caratterizzati da attenuato Fourier riflessione totale trasformare spettroscopia infrarossa (ATR-FTIR) per determinare il grado di conversione dei (met) acrilato gruppi, utilizzando goniometri per idrofilia e calorimetria a scansione differenziale (DSC) per la dinamica della catena polimerica. Segnaliamo inoltre i protocolli per determinare la permeabilità dell'acqua nel filtra vicolo ciecoSistemi zione e l'effetto di foulants (albumina di siero bovino, BSA) sulle prestazioni membrana.
Introduzione
C'è una grande necessità di sviluppare tecnologie efficienti a basso costo e di energia per la produzione di acqua pulita al fine di soddisfare la crescente domanda. Membrane polimeriche sono emersi come una tecnologia leader per la purificazione dell'acqua grazie ai loro vantaggi intrinseci, come la loro elevata efficienza energetica, a basso costo e semplicità di funzionamento 1. Membrane permettono acqua pura di permeare attraverso e respingere i contaminanti. Tuttavia, le membrane sono spesso sottoposti a sporcare dalla contaminanti nell'acqua di alimentazione, che possono essere assorbiti sulla superficie della membrana dalle ....
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Protocollo
1. Preparazione del prepolimero Solutions
- Preparazione utilizzando acqua come solvente
- Aggiungere 10,00 g di acqua deionizzata (DI) per una bottiglia di vetro con ancoretta magnetica.
- Misurare 2,00 g di SBMA e trasferirlo alla bottiglia di vetro contenente l'acqua. Agitare la soluzione per 30 minuti, fino a quando la SBMA è completamente sciolto.
- In una bottiglia separata, aggiungere 20,00 g di PEGDA (M n = 700 g / mol).
- Aggiungere 20,0 mg di 1-idrossicicloesil fenil chetone (HCPK), un fotoiniziatore, alla soluzione PEGDA. Lasciate che la soluzione di mescolare per almeno 30 min. <....
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Risultati
Pellicole indipendenti preparati con le soluzioni di prepolimero di cui fasi 1.1 e 1.2 sono indicati come S50 e S30, rispettivamente. Informazioni dettagliate è mostrato in Tabella 1. La soluzione di prepolimero specificato nel passaggio 1.2 è stato utilizzato anche per fabbricare membrane impregnate, che sono indicati come IMS30. Poiché il supporto poroso è realizzata in polietilene idrofobo, solo la soluzione di prepol.......
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Discussione
Abbiamo dimostrato un metodo facile per preparare freestanding film e membrane impregnate base di idrogel zwitterionici. La scomparsa di tre (met) acrilato picchi caratteristici (cioè, 810, 1.190 e 1.410 cm -1) negli spettri IR dei film polimerici ottenuti e impregnato membrana (Figura 2) indica la buona conversione dei monomeri e reticolante 4, 19, 21. Inoltre, l'aspetto del SO 3
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Dichiarazioni
Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti.
Ringraziamenti
Riconosciamo con gratitudine il sostegno finanziario di questo lavoro da parte del Centro di Ricerca e Sviluppo per la Cattura e il Sequestrato del Carbonio Coreano (KCRC).
....Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Poli(glicole etilenico) diacrilato Mn = 700 (PEGDA) | Sigma Aldrich | 455008 | |
| , 99% (HCPK) | Sigma Aldrich | 405612 | |
| [2-(Methacrloyloxy)ethyl dimethyl-(3-sulfopropyl) ammonium idrossido di carbonio, 97% | Sigma Aldrich | 537284 | Etanolo acutamente tossico |
| , 95% | Koptec, VWR International | V1101 | Decano infiammabile |
| , anidro, 99% | Sigma Aldrich | 457116 | |
| Solupor Membrane | Lydall | 7PO7D | |
| Micrometer | Starrett | 2900-6 | |
| ATR-FTIR | Vertex 70 | ||
| DSC: TA Q2000 | TA Instruments | ||
| Goniometro Rame'-hart: Modello 190 | Rame'-hart Instruments | ||
| Reticolante ultravioletto: CX-2000 | Prodotti | Radiazione UV | |
| Cella di permeazione: Modello UHP-43 | Advantec MFS | ||
| Acqua deionizzata: Milli-Q Water | EMD Millipore |
Riferimenti
- 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.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Ristampe e permessi
