이 논문은 독립형 필름 및 함침 멤브레인에서 하이드로겔을 준비하고 물 수송 특성을 포함한 물리적 특성을 특성화하는 실용적인 방법을 보고합니다.
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이 논문에서
요약
초록
하이드로 겔은 시간 경과에 널리 막을 통해 안정된 투수 달성 따라서 방오성을 증가시키고, 정수용 막 표면의 친수성을 향상시키기 위해 사용되어왔다. 여기, 우리는 막 애플리케이션에 양쪽 성 이온에 따라 하이드로 젤을 준비하는 손쉬운 방법을보고합니다. 프리 스탠딩 필름은 광중합 통해 폴리 가교제 (에틸렌 글리콜) 디 아크릴 레이트 (PEGDA)와 메타 크릴 술 포베 타인 (SBMA)로부터 제조 될 수있다. 하이드로 겔은, 기계적 강도를 향상시키는 소수성 다공성 지지체에 함침시켜 제조 할 수있다. 이들 필름은 중합체 쇄 역학 친수성 및 시차 주사 열량계 (DSC)에 대한 고니 오 미터를 이용하여, (메트) 아크릴 기의 전화율을 결정하기 위해 적외선 분광법 (ATR-FTIR)을 변형 감쇄 전반사 푸리에 특징으로 할 수있다. 우리는 또한 막 다른 FILTRA에서 투수를 결정하기 위해 프로토콜을보고기 시스템 및 막 성능에 foulants 효과 (소 혈청 알부민, BSA).
서론
증가하는 수요를 충족하기 위해 깨끗한 물을 생산하기 위해 저렴한 비용 및 에너지 효율적인 기술을 개발하는 중대한 필요가있다. 고분자 멤브레인은 작업 1의 높은 에너지 효율, 낮은 비용, 단순성으로 인해 자신의 고유 한 장점 정수에 대한 선도적 인 기술로 등장했다. 막 순수한 물을 통해 침투와 오염 물질을 거부 할 수 있습니다. 그러나, 멤브레인은 종종 유리한 작용 (2, 3)에서 막 표면에 흡착 될 수있는 공급 물 오염 물질에 의해 오염을 실시한다. 오손 극적 필요한 멤브레인 면적 정수 비용을 증가 막을 통해 물 흐름을 감소시킬 수있다.
오염을 줄일 수있는 효과적인 방법은 친수성을 증가시키고 이에에서 유리한 감소 막 표면을 수정하는 것막 표면 사이 foulants 고유 상호 작용. 하나의 방법은 3 초 친수성 하이드로 겔로 박막 코팅을 사용하는 것이다. 하이드로 겔은 종종 높은 물 투과성을 가지고, 따라서, 박막 코팅은 막 전체에 걸쳐 약간 증가 반송 저항 불구 인해 완화 된 오염을 막을 통한 장기간의 물 투과도를 증가시킬 수있다. 하이드로 겔은 또한....
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프로토콜
프레 폴리머 솔루션 1. 준비
- 조제 물을 용매로 사용하여
- 자기 교반 막대로 유리 병에 탈 이온수 (DI) 물 10.00 g을 추가한다.
- SBMA 2.00 g을 측정하고, 물을 함유하는 유리 병으로 옮긴다. SBMA가 완전히 용해 될 때까지 30 분 동안 용액을 교반 하였다.
- 별도의 병에, PEGDA의 20.00 g (M, N = 700g / 몰)을 추가한다.
- PEGDA 용액에, 1- 히드 록시 시클로 헥실 페닐 케톤 (HCPK) 광개시제 20.0 mg을 추가. 적어도 30 분 동안 솔루션 저어 보자.
- 일회용 피펫을 사용하여, SBMA 수용액에 PEGDA-HCPK 용액 8.00 g을 전송. 용액이 균질해질 때까지 혼합물을 계속 교반 하였다.
- 제조 용매로서 물 / 에탄올 혼합물을 사용하여
- DI 물 6.00 g 및 자기 교반 막대와 앰버 글래스 병에 에탄올 4.00 g을 추가합니다.철저하게 혼합 할 수 있도록 솔루션을 저어.
- 물 / 에탄올 혼합물에 SBMA의 2.00 g을 추가합니다. 솔루션을 저어하고 SBMA이 완전히 용해 할 수 있습니다.....
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결과
단계 1.1 및 1.2에 규정 된 프리폴리머 용액으로 제조 된 프리 스탠딩 필름을 각각 S50 및 S30로 지칭된다. 자세한 내용은 표 1에 나타낸다. 단계 1.2에 명시된 프레 폴리머 용액은 IMS30로 표시되는 함침 멤브레인을 제조하는데 사용 하였다. 다공성 지지체는 친수성 폴리에틸렌 때문에도 1-4에 나타내는 바와 같이, 에탄올을 함유하는 만 예비 중합체 용액을 지지체에 함침하고, 투명 필름을 형성 할 수있다.
및 PEGDA SBMA에서 (메트) 아크릴 레이트 기의 전환율은 ATR-FTIR 분광법에 의해 확인 하였다. 도 2는 다공성.......
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토론
우리는 자립 영화와 양쪽 성 하이드로 젤을 기반으로 함침 세포막을 준비하는 손쉬운 방법을 증명하고있다. 세 (메트) 아크릴 레이트 특성 피크의 소멸 (즉, 810, 1,190 및 1,410cm-1) 얻어진 폴리머 필름의 IR 스펙트럼과는 막 (도 2) 단량체 및 가교제 (4)의 우수한 전환을 나타낸다 함침 19 (21). 또한, SO (3)의 외관 - 필름 및 막의 스펙트럼의 진동 피크의 양쪽이 온성 그룹이 성공적으로 하이드로 겔에 혼입되어 있는지 확인한다. 얻어진 공중 합체는 상기 공중 합체 조성물은 예비 중합체 용액 (7)의 것과 매우 유사하다 나타내는 무시할 졸 분획있다.
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공개 사항
저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.
감사의 글
한국탄소포집 및 격리 R&D 센터(KCRC)의 재정적 지원에 감사드립니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트 Mn = 700 (PEGDA) | 시그마 알드리치 | 455008 | |
| 1-하이드록시클로헥실 페닐 케톤, 99%(HCPK) | 시그마 알드리치 | 405612 | |
| [2-(메타크롤옥시)에틸 디메틸-(3-설포프로필) 수산화암모늄, 97% | 시그마 알드리치 | 537284 | 급성 독성 |
| 에탄올, 95% | 콥텍, VWR International | V1101 | 가연성 |
| 데칸, 무수, 99% | Sigma Aldrich | 457116 | |
| Solupor Membrane | Lydall | 7PO7D | |
| 마이크로미터 | Starrett | 2900-6 | |
| ATR-FTIR | Vertex 70 | ||
| DSC: TA Q2000 | TA Instruments | ||
| Rame'-hart Goniometer: Model 190 | Rame'-hart Instruments | ||
| 자외선 교차결합제: CX-2000 | 자외선 제품 | UV 방사선 | |
| 투과 셀: 모델 UHP-43 | Advantec MFS | ||
| 탈이온수: Milli-Q Water | EMD Millipore |
참고문헌
- 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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