Waiting
Login processing...

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

Bioengineering

Syntese af Hydrogeler med antitilsmudsningsegenskaber som membraner til vandrensning

Published: April 7, 2017 doi: 10.3791/55426

Abstract

Hydrogeler har været udbredt anvendt til at forøge Overfladehydrofiliciteten af ​​membraner til vandrensning, hvilket øger antitilsmudsningsegenskaber og således opnå stabil vandpermeabilitet gennem membraner med tiden. Her rapporterer vi en let metode til fremstilling af hydrogeler baseret på zwitterioner for membrananvendelser. Fritstående film kan fremstilles ud fra sulfobetain methacrylat (SBMA) med et tværbindingsmiddel af poly (ethylenglycol) diacrylat (PEGDA) via fotopolymerisation. Hydrogelerne kan også fremstilles ved imprægnering i hydrofobe porøse bærere, der kan forbedre den mekaniske styrke. Disse film kan karakteriseres ved svækket totalreflekterende Fourier transformation infrarød spektroskopi (ATR-FTIR) for at bestemme omdannelsesgraden af ​​de (meth) acrylatgrupper, anvendelse goniometre for hydrofilicitet og differentialscanningskalometri (DSC) for polymerkædeenheder dynamik. Vi rapporterer også protokoller til at bestemme vandgennemtrængelighed i blindgyde Filtraonssystemer og virkningen af ​​tilstoppende stoffer (bovint serumalbumin, BSA) på membran ydeevne.

Introduction

Der er et stort behov for at udvikle lavprisselskaber og energieffektive teknologier til at producere rent vand for at imødekomme den stigende efterspørgsel. Polymermembraner er dukket op som en førende teknologi til vandrensning på grund af deres iboende fordele, såsom deres høje energieffektivitet, lave omkostninger, og enkelhed i drift 1. Membraner tillader rent vand at trænge igennem og afvise forureningerne. Imidlertid membraner ofte udsat for begroning af forurenende stoffer i fødevandet, som kan adsorberes på membranen overflade fra deres gunstige interaktioner 2, 3. Tilgroning kan dramatisk reducere vandflux gennem membranerne, hvilket øger membranens areal, der kræves og udgifterne til vandrensning.

En effektiv tilgang til afbøde tilsmudsning er at modificere membranoverfladen at øge hydrofilicitet og dermed formindske gunstige iteractions mellem membranoverfladen og begroningsmidler. En metode er at bruge tyndtfilmsovertræk med super-hydrofil 3 hydrogeler. Hydrogelerne har ofte høj vandpermeabilitet; derfor kan en tyndtfilmsovertræk forøge den langsigtede vand permeans gennem membranen på grund af den afbødes tilsmudsning trods den lidt forøget modstand transport over hele membranen. Hydrogelerne kan også direkte forarbejdes til imprægnerede membraner til vandrensning i osmotiske applikationerne 4.

Zwitterioniske materialer indeholder både positivt og negativt ladede funktionelle grupper, med en netto neutral ladning, og har stærk overflade hydratisering gennem elektrostatisk induceret hydrogenbinding 5, 6, 7, 8, 9. De tæt bundne hydrering lag virker som fysiskog energibarrierer, forhindrer tilstoppende stoffer fra knyttet på overfladen, hvilket viser fremragende begroningshæmmende egenskaber 10. Zwitterioniske polymerer, såsom poly (sulfobetain methacrylat) (PSBMA) og poly (carboxybetain methacrylat) (PCBMA), er blevet anvendt til at modificere membranoverfladen ved coating 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 til at udvide overflade hydrofilicitet og dermed begroningshæmmende egenskaber.

Vi demonstrerer her en let metode til fremstilling af zwitterioniske hydrogeler under anvendelse sulfobetain methacrylat (SBMA) via fotopolymerisation, som er tværbundet under anvendelse af poly (ethylenglycol) diacrylat (PEGDA, Mn = 700 g / mol) for at forbedre den mekaniske styrke. Vi præsenterer også enprocedure til konstruktion af robuste membraner ved imprægnering monomeren og tværbinderen i et højporøst hydrofob bærer før fotopolymerisation. De fysiske og vand transportegenskaber de fritstående film og imprægnerede membraner er grundigt karakteriseret for at tydeliggøre strukturen / ejendom forhold til vandrensning. De fremstillede hydrogeler kan anvendes som en overfladecoating at øge membranseparationsprocesser egenskaber. Ved at justere tværbindingsdensiteten eller ved at imprægnere ind hydrofobe porøse bærere, kan disse materialer også danne tynde film med tilstrækkelig mekanisk styrke til osmotiske processer, såsom fremad osmose eller tryk-osmose 4.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Fremstilling af præpolymeren Solutions

  1. Fremstilling under anvendelse af vand som opløsningsmiddel
    1. Tilføje 10,00 g deioniseret (DI) vand til en glasflaske med en magnetisk omrører.
    2. Måle 2,00 g SBMA og overføre det til glasflaske indeholdende vandet. Omrør opløsningen i 30 min, indtil SBMA er fuldstændigt opløst.
    3. I en separat flaske, tilsæt 20,00 g PEGDA (Mn = 700 g / mol).
    4. Tilføje 20,0 mg 1-hydroxycyclohexylphenylketon (HCPK), en fotoinitiator, til PEGDA opløsning. Lad opløsningen omrør i mindst 30 min.
    5. Under anvendelse af en engangs pipette 8,00 g af PEGDA-HCPK løsning på SBMA vandige opløsning. Kontinuerligt omrør blandingen, indtil opløsningen er homogen.
  2. Fremstilling under anvendelse af vand / ethanol-blandinger som opløsningsmidler
    1. Tilføje 6,00 g DI vand og 4,00 g ethanol til en brun glasflaske med en magnetisk omrører.Opløsningen omrøres for at tillade grundig blanding.
    2. Tilføje 2,00 g SBMA til blandingen vand / ethanol. Omrør opløsningen og tillade SBMA opløses fuldstændigt.
    3. Anvend en pipette for at overføre 8,00 g af PEGDA-HCPK løsning på SBMA blandingen. Stir at blande opløsningen grundigt.

2. Fremstilling af den fritstående film

  1. Placer to afstandsstykker med kendte tykkelser på en ren kvarts disk; tykkelsen af afstandsstykkerne styrer tykkelsen af de opnåede polymerfilm 19.
  2. Overføre en lille mængde (~ 1,0 ml) af præpolymeren løsning på kvarts disken med en engangspipette.
  3. Placer en anden kvartsskive oven af ​​væsken og sikrer, at der ikke er bobler i væskefilmen.
  4. Prøven anbringes i en ultraviolet (UV) tværbinder og bestråle i 5 minutter under anvendelse af UV-lys med en bølgelængde på 254 nm 19.
    BEMÆRK: Alternativ bestrålingstids og bølgelængder kan anvendes afhængigt af typen af ​​fotoinitiator.
  5. Adskil polymerfilmen fra kvarts diske med en skarp kniv. Brug en pincet til at overføre filmen til en DI vandbad. Skift vandet to gange under de første 24 timer til fjernelse af opløsningsmidlet, uomsat monomer / tværbindingsmiddel, og sol fra filmen.
    BEMÆRK: Polymerfilmen bør holdes i DI vand for at bevare porestrukturen, hvis der er nogen.
  6. Forberede tørrede film for ATR-FTIR og DSC-analyse.
    1. Fjerne filmen fra vandbadet, og lad det lufttørre i 24 timer.
    2. Placer filmen i en vakuumovn ved 80 ° C for at tørre natten over under vakuum.

3. Fremstilling af de imprægnerede Membraner

  1. Placer et ark af porøs bærer på en kvartsskive.
  2. Under anvendelse af en skum pensel, belægge hver side af understøtningen to gange med præpolymeren løsning baseret på vand / ethanol-blanding 4.
    BEMÆRK: Da than støtte er hydrofob, kan præpolymeren indeholdende ethanol let våd bæreren.
  3. Stil en anden kvarts skive på toppen af ​​støtte.
  4. Prøven anbringes i et UV krydsbinder og bestråle i 5 minutter under anvendelse af UV-lys med en bølgelængde på 254 nm.
  5. At fjerne den imprægnerede membran fra kvarts diske, nedsænkes hele samlingen i en DI vandbad i 5 minutter og fjern forsigtigt membranen med en skarp kniv og pincet.
  6. Holde membranen i DI vand. Ændre vand to gange til fjernelse af opløsningsmidlet, den uomsatte monomer / tværbindingsmiddel, og solen fra membranen.
  7. Forberede tørrede, imprægnerede membraner til ATR-FTIR og DSC-analyser.
    1. Fjerne membranen fra vandbadet. Lade membranen tørre ved omgivende betingelser i 24 timer.
    2. Tør membranen i en vakuumovn natten over ved 80 ° C under vakuum.

4. Karakterisering af den fritstående Film og Imprægneret Membranes

  1. ATR-FTIR-analyse
    1. Fremstilling af en prøve af præpolymeren opløsning, som angivet i trin 1.1, til FTIR-analyse.
    2. Udfør en baggrund scanning inden du scanner prøven. Indstil bølgetalsområdet fra 600 cm-1 til 4.500 cm-1 på et 4 cm-1-opløsning ved målingen.
    3. Prøven anbringes i FTIR maskine til analyse.
    4. Fjern prøven. Rengør krystal og spidsen med et passende opløsningsmiddel.
    5. Gentage trin 4.1.1 - 4.1.4 for følgende prøver: porøs bærer, præpolymeropløsning, tørrede fritstående film, og tørrede imprægnerede membraner.
  2. Differentiel scanning kalorimetri (DSC)
    1. Placer en DSC pande og låg i en afvejning balance og registrere deres vægt.
    2. Placer en lille mængde prøve (5-10 mg) inden i panden og lukke den med låget.
    3. Afvej panden indeholder prøven. Fra vægtforskellen mellem occupied gryde og låget og ubesatte pan og låg, beregne vægten af ​​prøven.
    4. Anvendelse af en presse, hermetisk forsegle prøven inde i gryden.
    5. Placer den forseglede pan inde DSC celle, hvori den inerte henvisning er placeret.
    6. Angiv vægten af ​​ubesatte gryde og låg, og vægten af ​​prøven i programmet.
    7. Scan med DSC fra -80 ° C til 160 ° C ved en opvarmningshastighed på 10 ° C / min.
    8. Udfør DSC analyse ved hjælp producentens protokol.
    9. Gentag DSC forsøg til forskellige prøver efter de førnævnte trin.
  3. Måling af kontaktvinkler under anvendelse af en hængende dråbe metode
    1. Skær en rektangulær strimmel af membranen prøve (ca. 30 mm x 6 mm).
    2. Sættetid denne strimmel i DI vand i 10 minutter og derefter tørre det i 5 min.
    3. Placer den tørrede prøve på prøveholderen.
    4. Sænk prøveholderen på en gennemsigtigmiljøkammer indeholdende DI vand 20.
    5. Under anvendelse af en mikroliter sprøjte med en kanyle af rustfrit stål, dispensere dråber n -decan (ca. 1 pi) på membranen prøven.
    6. Lad opsætningen uforstyrret i 2 min for at sikre en stabilisering af dråberne.
    7. Bruge en passende billedanalyse software til at bestemme kontaktvinklen af ​​prøverne ved måling vinklerne af de dispenserede dråber på membranoverfladen.
    8. Tag gennemsnittet af de kontaktoplysninger vinkelværdier opnået for forskellige dråber.
  4. Karakterisering af vandpermeabilitet ved anvendelse af en blindgyde filtreringssystem
    1. En hammer-drevet hulning med en passende diameter til at skære kuponer af fritstående film og imprægnerede membraner.
    2. Placer en fremstillet kupon på den porøse bærer inde i en blindgyde filtrering celle.
    3. Placer O-ringen oven på prøven. Skru de to halvdeleaf permeationscellen sammen.
    4. Der tilsættes ca. 50 ml DI vand til permeationscellen. Skrues hætten og placere permeationscellen på en magnetomrører. Indstil omrøringshastigheden mellem 300 og 900 rpm.
    5. Placer en overdækket bæger på en balance at opsamle permeatet vand. Tarere vægten.
    6. Åbn ventilen på gasflasken. Drej trykreguleringsventil uret, indtil det ønskede tryk er nået (45 psig i fritstående film og 35 psig i imprægnerede membraner).
    7. Åbne release ventil til at levere trykket til permeationscellen.
    8. Overvåge og registrere vægten af ​​bægeret med tiden.
    9. Beregn vand permeans (Aw) og permeabilitet (P w) med opløsningen-diffusion modellen under 4, 21
      ligning
      hvor A w er the vand ledeevne (L / m2 hbar eller LMH / bar), P w er vandpermeabiliteten (LMH cm / bar), ρ w er vand densitet (g / L), A er det effektive areal af membranen (m 2), AM er ændringen i massen af vand permeat (g) over et tidsrum at (h), Ap er trykforskellen over membranen (bar), og l er tykkelsen af den kvældede film (cm).
    10. Brug en BSA-opløsning indeholdende 0,5 g / l BSA i phosphatbufret saltvand (PBS) opløsning med pH = 7,4 at evaluere antitilsmudsningsegenskaber og rejektionsfrekvens af membranerne.
    11. Gentage trin 4.4.5 - 4.4.10 at bestemme vandstrømningen i nærvær af BSA. Beregne BSA afvisningsgrad med den følgende ligning 22
      ligning
      hvor R BSA er BSA afvisninger af membranen (%),C P er koncentrationen af BSA i permeatet (g / l), og C F er koncentrationen af BSA i foderet (g / L); koncentrationen af ​​BSA kan bestemmes via UV-spektroskopi.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Fritstående film fremstillet med præpolymer opløsninger er angivet i trin 1.1 og 1.2 omtales som S50 og S30 hhv. Detaljeret information er vist i tabel 1. Præpolymeropløsningen angivet i trin 1.2 blev også anvendt til at fremstille imprægnerede membraner, der er betegnet som IMS30. Fordi den porøse bærer er fremstillet af hydrofobt polyethylen, kan kun præpolymeren indeholdende ethanol imprægneres i bæreren og danne transparente film, som vist i figur 1 4.

Omdannelsen af ​​(meth) acrylatgrupper i PEGDA og SBMA blev bekræftet ved ATR-FTIR spektroskopi. Figur 2 viser IR-spektre af den porøse bærer, præpolymeropløsning, tørrede polymerfilm (S50 og S30), og tørrede imprægnerede membran (IMS30). den spectrum af porøs bærer (a) viser et karakteristisk top omkring 1.460 cm -1, som er forbundet med bøjningsdeformation 23. IR-spektret af præpolymeren opløsning (b) viser tre toppe karakteristiske for acrylatgruppe ved 810, 1.190 og 1.410 cm-1 19, 21. Disse toppe forsvinder i IR-spektrene af S50 film (c), S30 film (d), og IMS30 membran (e), hvilket indikerer fuldstændig omdannelse af (meth) acrylat. Derudover en karakteristisk top ved 1.035 cm-1 for vibrationen af SO3 - gruppe i SBMA vises i alle IR-spektre, bortset fra spektret af det porøse underlag.

Figur 3 sammenligner DSC resultaterne af den tørrede S50 film (a), S30 film (b), og IMS30 membran (c). DSC-kurverne anvendes til at bestemme glasovergangstemperaturen (Tg) af hver prøve. Tg værdier er konsekvent og lidt lavere end litteraturen værdi (dvs. -33 ° C) i film med lignende SBMA og PEGDA indhold 7. DSC-kurven for IMS30 viser også en smeltetop for polyethylen med høj densitet ved 132 ° C, hvilket er sammenligneligt med værdien rapporteret i litteraturen 24.

De vand kontaktvinkler er præsenteret i figur 4 og anvendes til at belyse overfladen hydrofilicitet. Lavere kontakt vinkler antyder større hydrofilicitet. Den porøse bærer har en kontaktvinkel på 92 °, hvilket er langt højere end værdien af ​​26 ° for S50 film, 18 ° til S30 film og 37 ° for IMS30 membran. Dette resultat indikerer, at filmene og imprægneret membran er meget mere hydrofilt end den porøse bærer.

tabel 1

figur 1
Figur 1: Fotografier af (a) en fritstående film (S30, tykkelse = 152 um) (b) en porøs bærer, og (c) Et imprægneret membran (IMS30). Klik her for at se en større version af dette tal.

figur 2
Figur 2: Sammenligning af ATR-FTIR-spektre af (a) den porøse bærer, (b) præpolymeren opløsning, (c) S50 fritstående film, (d) S30 fritstående film, og (e) IMS30 imprægnerede membran.

figur 3
Figur 3: DSC-kurver for (a) S50 fritstående film, (b) S30 fritstående film, og (c) IMS30 imprægnerede membran.


Figur 4: kontaktvinkelmålinger og billeder af vanddråber på overfladen af den porøse bærer, fritstående film, og Imprægneret Membrane. Fejlsøjlen er standardafvigelsen af ​​flere målinger. Bemærk: en hængende dråbe metode 25; b Normal dråbemetode 25.

Prøve Præpolymer Solution indhold (vægt.%) Tg Tykkelse (um) Vand ledeevne (LMH / bar) Vandtæthed (cm2 / s)
SBMA PEGDA H2O EtOH (° C)
S50 10 40 50 0 -37 471 ± 3 0,085 en 1,5 x 10 -6
S30 10 40 30 20 -38 110 ± 7 0.16 en 6,6 x 10 -5
IMS30 10 40 30 20 -38 94 ± 11 0,15 b 5,3 x 10 -5
en vand-flux blev målt ved 45 psi med en omrøring på 350 rpm.
b Vand blev målt ved 35 psi med en omrøringshastighed på 350 rpm.

Tabel 1: Sammenfatning af de fysiske og vandtransport Egenskaber for Fritstående Films og Imprægneret Membrane.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi har påvist en let metode til fremstilling af fritstående film og imprægnerede membraner baseret på zwitterioniske hydrogeler. Forsvinden af tre (meth) acrylat karakteristiske toppe (dvs. 810, 1.190 og 1.410 cm-1) i IR-spektrene af de opnåede polymere film og imprægneret membran (figur 2) viser god omdannelse af monomererne og tværbinder 4, 19, 21. Derudover udseendet af SO3 - vibrationelle top i spektre for filmene og membran bekræfter, at de zwitterioniske grupper er med held blevet inkorporeret i hydrogelerne. De opnåede copolymerer har ubetydelige sol fraktioner, hvilket indikerer, at copolymersammensætningerne er meget lig dem af præpolymeren løsninger 7.

Tg-værdier på S30 ogS50 er ens, hvilket antyder, at opløsningsmidlet typen i præpolymeren løsninger har minimal effekt på Tg. For den imprægnerede membran, er top smeltningen tilskrives den porøse bærer (polyethylen), hvilket antyder løftet om denne membran til at opretholde høj temperatur og højt tryk over membranen.

Kontaktvinklen måling via den hængende dråbe metoden var kun anvendelig til den porøse bærer. Denne metode kunne ikke anvendes til de fritstående film og membraner fremstillet i dette arbejde, fordi prøverne løsrevet sig fra prøveholderen når neddykket i vandbeholderen. Derfor blev kontaktvinkelmålinger for disse prøver måles ved blot at lade en lille dråbe vand (1,0-5,0 pi) oven på prøveoverfladen. Kontaktvinklen for bæreren er meget højere end dem af de fritstående film og imprægneret membran, hvilket bekræfter større hydrofilicitet i disse zwitterionic hydrogeler.

Vandet gennemtrængeligheden på hver prøve blev bestemt ved dead-end filtrering systemer. Hydratiseret S50 film med en tykkelse på 471 um udviser den laveste vand permeans (0,085 LMH / bar), mens S30 film og IMS30 membran viser højere vand ledeevne.

Dette papir beskriver en let metode til at fremstille hydrogel-baserede fritstående film og imprægnerede membraner via fotopolymerisation til vandrensning. Hydrogeler indeholder PEGDA og SBMA med hydrofilicitet syntetiseres, og de kan forøge hydrofiliciteten af ​​den porøse bærer i imprægnerede membraner. Denne rapport giver praktisk vejledning til fremstilling af disse materialer og karakterisering deres fysiske egenskaber, herunder vand transportegenskaber. Fremgangsmåden og materialer kan også anvendes til fremstilling af membraner til gasseparation, såsom CO2 capture.

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

Bioengineering hydrogeler imprægnerede membraner vandrensning zwitterioniske polymerer fotopolymerisation antitilsmudsningsegenskaber
Syntese af Hydrogeler med antitilsmudsningsegenskaber som membraner til vandrensning
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