Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

Syntes av Hydrogeler med Antifouling egenskaper som Membran för vattenrening

Published: April 7, 2017 doi: 10.3791/55426

Abstract

Hydrogeler har använts i stor omfattning för att förbättra ytan hydrofiliciteten hos membran för vattenrening, ökar de rötsäkra egenskaper och därmed uppnå stabil vattenpermeabilitet genom membran med tiden. Här rapporterar vi en enkel metod för att förbereda hydrogeler baserade på zwitterjoner för membrantillämpningar. Fristående filmer kan framställas av sulfobetain metakrylat (SBMA) med ett tvärbindningsmedel av poly (etylenglykol) diakrylat (PEGDA) via fotopolymerisation. Hydrogelerna kan även framställas genom impregnering in hydrofoba porösa bärare för att förbättra den mekaniska hållfastheten. Dessa filmer kan karakteriseras genom dämpad totalreflektion FTIR (ATR-FTIR) för att bestämma graden av omvandling av de (met) akrylatgrupper, med användning goniometrar för hydrofilicitet och differentiell svepkalorimetri (DSC) för polymeren kedja dynamik. Vi rapporterar också protokoll för att bestämma vattenpermeabilitet i återvändsgränd Filtrationssystem och effekten av foulants (bovinserumalbumin, BSA) på membranprestanda.

Introduction

Det finns ett stort behov av att utveckla lågprisbolag och energieffektiv teknik för att producera rent vatten för att möta den ökande efterfrågan. Polymera membran har dykt upp som en ledande teknik för vattenrening på grund av deras inneboende fördelar, såsom deras hög energieffektivitet, låg kostnad och enkelhet i drift en. Membran tillåter rent vatten att tränga igenom och avvisa föroreningar. Emellertid membranen ofta utsätts för nedsmutsning genom föroreningar i matarvattnet, som kan adsorberas på membranytan från deras gynnsamma interaktioner 2, 3. Påväxt kan dramatiskt minska vattenflödet genom membranen, öka membranarean som erfordras och kostnaden för vattenrening.

En effektiv metod för att minska nedsmutsning är att modifiera membranytan för att öka hydrofiliciteten och därmed minska den gynnsamma iteractions mellan membranytan och foulants. En metod är att använda tunnfilmsbeläggning med superhydrofil 3 hydrogeler. Hydrogelerna har ofta stor genomsläpplighet för vatten; därför kan en tunnfilmsbeläggning öka den långsiktiga vatten permeans genom membranet på grund av den dämpad nedsmutsning, trots den något ökat motstånd transport över hela membranet. Hydrogelerna kan även direkt tillverkas till impregnerade membran för vattenrening i osmotiska tillämpningar 4.

Zwitterjoniska material innehåller både positivt och negativt laddade funktionella grupper, med en neutral nettoladdning, och har stark yta hydratisering genom elektrostatisk-inducerad vätebindning 5, 6, 7, 8, 9. De hårt bundna hydraskikten fungerar som fysiskoch energibarriärer, förhindra foulants från att fästa på ytan, vilket visar utmärkta växthindrande egenskaper 10. Zwitterjoniska polymerer, såsom poly (sulfobetain metakrylat) (PSBMA) och poly (karboxibetain metakrylat) (PCBMA), har använts för att modifiera membranytan genom beläggning 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 för att öka yta hydrofilicitet och sålunda antinedsmutsningsegenskaper.

Vi visar här en enkel metod för att framställa zwitterjoniska hydrogeler med användning av sulfobetain metakrylat (SBMA) via fotopolymerisation, som är tvärbunden med användning av poly (etylenglykol) diakrylat (PEGDA, Mn = 700 g / mol) för att förbättra den mekaniska hållfastheten. Vi presenterar också enförfarande för att konstruera robusta membraner genom impregnering av monomeren och tvärbindningsmedlet i en mycket porös hydrofob bärare före fotopolymerisationen. De fysikaliska och vattentransportegenskaperna hos de fristående filmer och impregnerade membranen noggrant känne att klarlägga strukturen / egenskapen sambandet för vattenrening. De framställda hydrogeler kan användas som en ytbeläggning för att förbättra membranseparationsegenskaperna. Genom justering av tvärbindningsdensiteten eller genom impregnering in i hydrofoba porösa bärare, kan dessa material också bilda tunna filmer med tillräcklig mekanisk hållfasthet för osmotiska processer, såsom framåt osmos eller tryck retarderad osmos 4.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Framställning av prepolymeren Solutions

  1. Beredning med användning av vatten som ett lösningsmedel
    1. Lägga 10,00 g avjoniserat (DI) vatten till en glasflaska med en magnetisk omrörarstav.
    2. Mäta 2,00 g SBMA och överföra den till glasflaska som innehåller vattnet. Rör om lösningen under 30 min, tills SBMA är fullständigt upplöst.
    3. I en separat flaska, tillsätt 20,00 g PEGDA (Mn = 700 g / mol).
    4. Lägga 20,0 mg av en-hydroxicyklohexylfenylketon (HCPK), en fotoinitiator, till PEGDA lösningen. Låt lösningen rör om i minst 30 min.
    5. Med användning av en engångspipett, överföra 8,00 g av den PEGDA-HCPK lösning på SBMA vattenlösning. Kontinuerligt rör blandningen tills lösningen är homogen.
  2. Beredning med användning av vatten / etanol-blandningar som lösningsmedel
    1. Lägga 6,00 g avjoniserat vatten och 4,00 g etanol till en bärnstensfärgad glasflaska med en magnetisk omrörarstav.Rör om lösningen för att medge grundlig blandning.
    2. Lägga 2,00 g av SBMA till vatten / etanol-blandning. Rör om lösningen och låta SBMA helt upplösas.
    3. Använda en pipett för att överföra 8,00 g av den PEGDA-HCPK lösning på SBMA blandningen. Rör om för att blanda lösningen ordentligt.

2. Framställning av de fristående filmer

  1. Placera två distanser med kända tjocklekar på en ren kvartsskiva; tjockleken hos distansorganen styr tjockleken hos de erhållna polymerfilmerna 19.
  2. Överföra en liten mängd (~ 1,0 ml) av prepolymerlösningen till kvartsskiva med användning av en engångspipett.
  3. Placera en annan kvartsskiva på toppen av vätskan och se till att det inte finns några bubblor i vätskefilmen.
  4. Placera provet i en ultraviolett (UV) tvärbindningsmedel och bestråla under 5 min med användning av UV-ljus med en våglängd av 254 nm 19.
    OBS: Alternativ bestrålning tids och våglängder kan användas beroende på typen av fotoinitiator.
  5. Separera polymerfilmen från kvarts skivor med ett skarpt blad. Använd pincett för att överföra filmen till en DI vattenbad. Byt vatten två gånger under de första 24 h för att avlägsna lösningsmedlet, oreagerad monomer / tvärbindningsmedel och sol från filmen.
    OBS: Polymerfilmen bör hållas i DI-vatten för att bevara porstrukturen, om det finns någon.
  6. Förbered torkade filmer för ATR-FTIR och DSC-analys.
    1. Avlägsna filmen från vattenbadet och låt det lufttorka under 24 timmar.
    2. Placera filmen i en vakuumugn vid 80 ° C för att torka över natten under vakuum.

3. Framställning av den impregnerade Membranes

  1. Placera ett ark av porös bärare på en kvartsskiva.
  2. Med användning av en skumborste, belägga varje sida av bäraren två gånger med förpolymeren lösning baserad på vatten / etanol-blandning 4.
    OBS: Eftersom than stöd är hydrofob, kan prepolymerlösningen innehållande etanol lätt väta bäraren.
  3. Placera en annan kvartsskiva ovanpå stödet.
  4. Placera provet i en UV-tvärbindningsmedel och bestråla under 5 min med användning av UV-ljus med en våglängd av 254 nm.
  5. Att avlägsna det impregnerade membranet från kvartsskivorna, doppa hela enheten i en DI-vatten bad under 5 min och försiktigt bort membranet med användning av ett skarpt blad och pincett.
  6. Hålla membranet i DI-vatten. Byt vatten två gånger för att avlägsna lösningsmedlet, den oreagerade monomeren / tvärbindare, och solen från membranet.
  7. Förbereda torkade, impregnerade membranen för ATR-FTIR och DSC-analyser.
    1. Ta bort membranet från vattenbadet. Tillåta membranet att torka vid omgivande betingelser under 24 h.
    2. Torka membranet i en vakuumugn över natten vid 80 ° C under vakuum.

4. Karakterisering av de fristående filmer och Impregnerat Membranes

  1. ATR-FTIR-analys
    1. Framställa ett prov av prepolymeren lösningen, såsom anges i steg 1,1, för FTIR-analys.
    2. Utför en bakgrunds scan innan skanning av provet. Ställa vågtalet området från 600 cm-1 till 4.500 cm -1 vid en 4-cm -1 upplösning på mätningen.
    3. Placera provet i FTIR maskin för analys.
    4. Ta provet. Rengör kristallen och spetsen med ett lämpligt lösningsmedel.
    5. Upprepa steg 4.1.1 - 4.1.4 för följande prover: porös bärare, prepolymerlösning, torkade fristående filmer, och torkade impregnerade membranen.
  2. Differentiell scan-kalorimetri (DSC)
    1. Placera en DSC pan och lock i en vägnings balans och registrera sin vikt.
    2. Placera en liten mängd prov (5-10 mg) inuti pannan och stänga den med locket.
    3. Väg pannan innehållande provet. Från viktskillnaden mellan occupied panorera och locket och unoccupied pan och lock, beräkna vikten av provet.
    4. Med hjälp av en press, hermetiskt tillsluta provet inne i pannan.
    5. Placera den förseglade pan inuti DSC-cellen i vilken den inerta referens är belägen.
    6. Ange vikten av lediga pannan och locket och vikten av provet i programmet.
    7. Skanna med DSC från -80 ° C till 160 ° C med en upphettningshastighet av 10 ° C / min.
    8. Utför DSC analys med hjälp av tillverkarens protokoll.
    9. Upprepa DSC-experiment för olika prover efter de tidigare nämnda stegen.
  3. Mätning av kontaktvinklar med användning av en hängande droppe metod
    1. Skära en rektangulär remsa av provmembranet (approximativt 30 mm gånger 6 mm).
    2. Blöt denna remsa i DI-vatten för 10 min och sedan torka den i 5 min.
    3. Placera torkade provet på provhållaren.
    4. Dränka provhållaren på ett öppetmiljökammare innehållande Dl-vatten 20.
    5. Med användning av en mikroliterspruta med en nål av rostfritt stål, dispensera droppar av n -dekan (ca 1 | il) på membranprovet.
    6. Lämna setup ostört under 2 minuter för att säkerställa en stabilisering av de små dropparna.
    7. Använda ett lämpligt bildanalysmjukvara för att bestämma kontaktvinkeln av proverna genom att mäta vinklarna för de dispense dropparna på membranytan.
    8. Ta medelvärdet av de kontaktvinkelvärdena som erhållits för olika droppar.
  4. Karakterisering av vattenpermeabilitet under användning av en dead-end filtreringssystem
    1. Använda en hammardriven hålslag med en lämplig diameter för att skära kuponger av fristående filmer och impregnerade membranen.
    2. Placera en beredd kupong på den porösa bäraren i en återvändsgränd filtreringscell.
    3. Placera O-ringen på toppen av provet. Skruva de två halvornaav genomträngningscellen tillsammans.
    4. Tillsätt ca 50 ml DI-vatten till permeationscellen. Skruva på locket och placera genomträngningscellen på en magnetomrörare. Ställa omröringshastigheten mellan 300 och 900 varv per minut.
    5. Placera en täckt bägare på en balans för att samla permeatet vatten. Tarera balansen.
    6. Öppna ventilen på gasflaskan. Vrid ventil medurs tryckregulatorn tills det önskade trycket har uppnåtts (45 psig under fristående filmer och 35 psig i impregnerade membranen).
    7. Öppna utsläppsventilen för att leverera tryck till permeationscellen.
    8. Övervaka och registrera vikten av bägaren med tiden.
    9. Beräkna vatten permeansen (Aw) och permeabilitet (P w) med lösningen-diffusion modell visas nedan 4, 21
      Ekvation
      där A w är the vatten permeans (L / m 2 hbar eller LMH / bar), är P w vattenpermeabiliteten (LMH cm / bar), ρ w är vattendensiteten (g / L), A är den effektiva arean hos membranet (m 2), är Am förändringen i massan av vatten permeat (g) under en tidsperiod At (h), är Ap tryckskillnaden över membranet (bar), och l är tjockleken hos den svällda filmen (cm).
    10. Använda en BSA-lösning innehållande 0,5 g / L BSA i en fosfatbuffrad saltlösning (PBS) lösning med pH = 7,4 för att utvärdera de rötsäkra egenskaperna och avstötnings hastigheter av membranen.
    11. Upprepa steg 4.4.5 - 4.4.10 för att bestämma vattenomsättningen i närvaro av BSA. Beräkna BSA kasseringsgraden med hjälp av följande ekvation 22
      Ekvation
      där R BSA är BSA kasseringsgraden hos membranet (%),C P är koncentrationen av BSA i permeatet (g / L) och C F är koncentrationen av BSA i fodret (g / L); koncentrationen av BSA kan bestämmas via UV-spektroskopi.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Fristående filmer framställda med de förpolymerlösningarna anges i stegen 1.1 och 1.2 hänvisas till som S50 och S30, respektive. Detaljerad information visas i tabell 1. Prepolymerlösningen anges i steg 1,2 användes också för att tillverka impregnerade membran, vilka betecknas som IMS30. Eftersom den porösa bäraren är tillverkad av hydrofobt polyeten, kan endast prepolymerlösningen innehållande etanol impregneras in i bäraren och bildar transparenta filmer, såsom visas i figur 1 4.

Omvandlingen av (met) akrylatgrupper i PEGDA och SBMA bekräftades genom ATR-FTIR-spektroskopi. Figur 2 visar IR-spektra för den porösa bäraren, prepolymer-lösning, torkade polymerfilmerna (S50 och S30), och torkades impregnerade membranen (IMS30). SPectrum av porös bärare (a) visar en karaktäristisk topp runt 1,460 cm -1, som är associerade med böjningsdeformation 23. IR-spektrumet av prepolymeren lösningen (b) visar tre toppar karakteristiska för akrylatgrupp vid 810, 1190 och 1,410 cm-1 19, 21. Dessa toppar försvinner i IR-spektra av S50 filmen (c), S30-filmen (d), och IMS30 membran (e), vilket indikerar fullständig omvandling av (met) akrylat. Dessutom en karakteristisk topp vid 1,035 cm -1 för vibrationen hos SO 3 - grupp i SBMA visas i alla IR-spektra, med undantag för det spektrum av den porösa bäraren.

Figur 3 jämför de DSC-resultat av den torkade S50 filmen (a), S30-filmen (b), och IMS30 membranet (c). DSC-kurvor används för att bestämma glasövergångstemperaturen (Tg) av varje prov. Tg-värdena är konsekventa och något lägre än litteraturvärdet (dvs -33 ° C) för filmer med liknande SBMA och PEGDA innehåll 7. DSC-kurvan för IMS30 visar också en smälttopp för högdensitetspolyeten vid 132 ° C, vilket är jämförbart med värdet rapporterats i litteraturen 24.

De vattenkontaktvinklar presenteras i figur 4 och används för att belysa ytan hydrofilicitet. Lägre kontaktvinklar föreslår större hydrofilicitet. Den porösa bäraren har en kontaktvinkel av 92 °, vilket är mycket högre än värdet av 26 ° för S50-film, 18 ° för S30-film, och 37 ° för IMS30 membranet. Detta resultat indikerar att filmerna och impregnerade membranet är mycket mer hydrofilt än den porösa bäraren.

bord 1

Figur 1
Figur 1: Fotografier av (a) en fristående film (S30, tjocklek = 152 ^ m) (b) en porös bärare, och (c) Ett impregnerat membran (IMS30). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 2
Figur 2: Jämförelse av ATR-FTIR-spektra av (a) den porösa bäraren, (b) prepolymerlösningen, (c) S50 fristående film, (d) S30 fristående film, och (e) den IMS30 impregnerade membranet.

figur 3
Figur 3: DSC-kurvor för (a) S50 fristående film, (b) S30 fristående film, och (c) den IMS30 impregnerade membranet.


Figur 4: kontaktvinkelmätningar och bilder av vattendroppar på ytan av den porösa bäraren, fristående filmer och impregnerade membranet. Felet bar är standardavvikelsen för flera mätningar. Notera: en hängande droppmetoden 25; b Normal släpp-metoden 25.

Prov Prepolymerlösning Innehåll (vikt-.%) Tg Tjocklek (^ m) Vatten permeans (LMH / bar) Vatten Permeabilitet (cm2 / s)
SBMA PEGDA H 2 O EtOH (° C)
S50 10 40 50 0 -37 471 ± 3 0,085 a 1,5 x 10 -6
S30 10 40 30 20 -38 110 ± 7 0,16 a 6,6 x 10 -5
IMS30 10 40 30 20 -38 94 ± 11 0,15 b 5,3 x 10 -5
en Vattenflöde mättes vid 45 psi med en omrörningshastighet av 350 varv per minut.
b Vatten mättes vid 35 psi med en omrörningshastighet av 350 varv per minut.

Tabell 1: Sammanfattning av de fysiska och vattentransportegenskaper Fristående filmer och impregnerade membranet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi har visat en enkel metod för att förbereda fristående filmer och impregnerade membran baserade på zwitterjoniska hydrogeler. Försvinnandet av tre (met) akrylatgrupper karakteristiska toppar (dvs., 810, 1190, och 1,410 cm-1) i IR-spektra för de erhållna polymerfilmerna och impregnerat membran (Figur 2) visar god omvandling av monomererna och tvärbindaren 4, 19, 21. Dessutom utseendet på SO 3 - vibrationstopp i spektra för filmerna och membran bekräftar att de zwitterjoniska grupper har med framgång införlivas i hydrogeler. De erhållna sampolymererna har försumbara sol fraktioner, vilket indikerar att de sampolymerkompositioner är mycket lika de hos förpolymerlösningarna 7.

Tg värdena S30 ochS50 är liknande, vilket antyder att lösningsmedelstyp i förpolymerlösningarna har minimal effekt på Tg. För det impregnerade membranet, är smälttoppen skrivas den porösa bäraren (polyeten), vilket tyder på ett löfte om detta membran för att upprätthålla hög temperatur och högt tryck över membranet.

Kontaktvinkelmätning via hängande droppmetoden var endast tillämplig på den porösa bäraren. Denna metod kunde inte användas för de fristående filmer och membran framställda i detta arbete eftersom proverna lösgjorde sig från provhållaren när nedsänkt i vattenkammaren. Därför undersöktes kontaktvinkelmätningar för dessa prover mättes genom att helt enkelt släppa en liten droppe av vatten (1,0-5,0 pl) på toppen av provytan. Kontaktvinkeln för stödet är mycket högre än de för de fristående filmer och impregnerade membranet, vilket bekräftar den större hydrofilicitet i dessa zwitterionic hydrogeler.

Vattnet permeans av varje prov bestämdes genom dead-end filtration system. Hydratiserad S50 film med en tjocklek av 471 um uppvisar det lägsta vatten permeansen (0,085 LMH / bar), medan S30 film och IMS30 membran uppvisar högre vatten permeans.

Detta dokument beskriver en enkel metod för att tillverka hydrogel-baserade fristående filmer och impregnerade membranen via fotopolymerisation för vattenrening. Hydrogeler innehållande PEGDA och SBMA med hydrofilicitet syntetiseras, och de kan förstärka hydrofiliciteten hos den porösa bäraren i impregnerade membranen. Denna rapport ger praktisk vägledning för att förbereda dessa material och karakterisering av deras fysiska egenskaper, inklusive vattentransportegenskaperna. Metoden och material kan också användas för att framställa membran för gasseparation, såsom CO 2 avskiljning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Poly(ethylene glycol) diacrylate                  Mn = 700 (PEGDA) Sigma Aldrich 455008
1-Hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 99% (HCPK) Sigma Aldrich 405612
[2-(Methacrloyloxy)ethyl dimethyl-(3-sulfopropyl) ammonium hydroxide, 97% Sigma Aldrich 537284 Acutely Toxic
Ethanol, 95% Koptec, VWR International V1101 Flamable
Decane, anhydrous, 99% Sigma Aldrich 457116
Solupor Membrane Lydall 7PO7D
Micrometer  Starrett 2900-6
ATR-FTIR Vertex 70
DSC: TA Q2000 TA Instruments
Rame’-hart Goniometer: Model 190 Rame’-hart Instruments
Ultraviolet Crosslinker: CX-2000 Ultra-Violet Products UV radiation 
Permeation Cell: Model UHP-43 Advantec MFS
Deionized Water: Milli-Q Water EMD Millipore

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Qasim, M., Darwish, N. A., Sarp, S., Hilal, N. Water desalination by forward (direct) osmosis phenomenon: A comprehensive review. Desalination. , 47-69 (2015).
  2. 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).
  3. Miller, D. J., Dreyer, D., Bielawski, C., Paul, D. R., Freeman, B. D. Surface modification of water purification membranes: A review. Angew Chem Int Ed Engl. , (2016).
  4. Zhao, S. Z., Huang, K. P., Lin, H. Q. Impregnated Membranes for Water Purification Using Forward Osmosis. Ind. Eng. Chem. Res. 54 (49), 12354-12366 (2015).
  5. Ostuni, E., Chapman, R. G., Holmlin, R. E., Takayama, S., Whitesides, G. M. A survey of structure-property relationships of surfaces that resist the adsorption of protein. Langmuir. 17 (18), 5605-5620 (2001).
  6. Jiang, S., Cao, Z. Ultralow-fouling, functionalizable, and hydrolyzable zwitterionic materials and their derivatives for biological applications. Adv Mat. 22 (9), 920-932 (2010).
  7. Shah, S., et al. Transport properties of small molecules in zwitterionic polymers. J. Polym. Sci. Part B Polym. Phys. 54 (19), 1924-1934 (2016).
  8. Shao, Q., Jiang, S. Y. Molecular Understanding and Design of Zwitterionic Materials. Adv Mat. 27 (1), 15-26 (2015).
  9. Zhang, Z., Chao, T., Chen, S., Jiang, S. Superlow Fouling Sulfobetaine and Carboxybetaine Polymers on Glass Slides. Langmuir. 22 (24), 10072-10077 (2006).
  10. Chen, S., Li, L., Zhao, C., Zheng, J. Surface hydration: principles and applications toward low-fouling/nonfouling biomaterials. Polymer. 51 (23), 5283-5293 (2010).
  11. Bengani, P., Kou, Y. M., Asatekin, A. Zwitterionic copolymer self-assembly for fouling resistant, high flux membranes with size-based small molecule selectivity. J Membr Sci. 493, 755-765 (2015).
  12. Chiang, Y. C., Chang, Y., Chuang, C. J., Ruaan, R. C. A facile zwitterionization in the interfacial modification of low bio-fouling nanofiltration membranes. J Membr Sci. 389, 76-82 (2012).
  13. Mi, Y. F., Zhao, Q., Ji, Y. L., An, Q. F., Gao, C. J. A novel route for surface zwitterionic functionalization of polyamide nanofiltration membranes with improved performance. J Membr Sci. 490, 311-320 (2015).
  14. Shafi, H. Z., Khan, Z., Yang, R., Gleason, K. K. Surface modification of reverse osmosis membranes with zwitterionic coating for improved resistance to fouling. Desalination. 362, 93-103 (2015).
  15. Yang, R., Goktekin, E., Gleason, K. K. Zwitterionic Antifouling Coatings for the Purification of High-Salinity Shale Gas Produced Water. Langmuir. 31 (43), 11895-11903 (2015).
  16. Yang, R., Jang, H., Stocker, R., Gleason, K. K. Synergistic Prevention of Biofouling in Seawater Desalination by Zwitterionic Surfaces and Low-Level Chlorination. Adv Mat. 26 (11), 1711-1718 (2014).
  17. Azari, S., Zou, L. D. Using zwitterionic amino acid L-DOPA to modify the surface of thin film composite polyamide reverse osmosis membranes to increase their fouling resistance. J Membr Sci. 401, 68-75 (2012).
  18. Chang, C., et al. Underwater Superoleophobic Surfaces Prepared from Polymer Zwitterion/Dopamine Composite Coatings. Adv Mater Inter. , (2016).
  19. Lin, H., Kai, T., Freeman, B. D., Kalakkunnath, S., Kalika, D. S. The Effect of Cross-Linking on Gas Permeability in Cross-Linked Poly(Ethylene Glycol Diacrylate). Macromolecules. 38 (20), 8381-8393 (2005).
  20. Sagle, A. C., Ju, H., Freeman, B. D., Sharma, M. M. PEG-based hydrogel membrane coatings. Polymer. 50 (3), 756-766 (2009).
  21. Wu, Y. -H., Park, H. B., Kai, T., Freeman, B. D., Kalika, D. S. Water uptake, transport and structure characterization in poly(ethylene glycol) diacrylate hydrogels. J Membr Sci. 347 (1-2), 197-208 (2010).
  22. Rahimpour, A., et al. Novel functionalized carbon nanotubes for improving the surface properties and performance of polyethersulfone (PES) membrane. Desalination. 286, 99-107 (2012).
  23. Gulmine, J. V., Janissek, P. R., Heise, H. M., Akcelrud, L. Polyethylene characterization by FTIR. Polym Testing. 21 (5), 557-563 (2002).
  24. Araújo, J. R., Waldman, W. R., De Paoli, M. A. Thermal properties of high density polyethylene composites with natural fibres: Coupling agent effect. Polym. Degrad. Stab. 93 (10), 1770-1775 (2008).
  25. McCloskey, B. D., et al. Influence of polydopamine deposition conditions on pure water flux and foulant adhesion resistance of reverse osmosis, ultrafiltration, and microfiltration membranes. Polymer. 51 (15), 3472-3485 (2010).

Tags

Bioteknik hydrogeler impregnerade membranen vattenrening zwitterjoniska polymerer fotopolymerisation antinedsmutsningsegenskaper
Syntes av Hydrogeler med Antifouling egenskaper som Membran för vattenrening
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Tran, T. N., Ramanan, S. N., Lin, H. More

Tran, T. N., Ramanan, S. N., Lin, H. Synthesis of Hydrogels with Antifouling Properties As Membranes for Water Purification. J. Vis. Exp. (122), e55426, doi:10.3791/55426 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter