Waiting
Login processing...

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

Bioengineering

Syntese av hydrogeler med Bunn Egenskaper som membraner for vannrensing

Published: April 7, 2017 doi: 10.3791/55426

Abstract

Hydrogeler har funnet utstrakt anvendelse for å øke de overflate hydrofilisiteten av membraner for rensing av vann, noe som øker de grohemmende egenskaper, og således oppnå en stabil permeabilitet for vann gjennom membraner over tid. Her rapporterer vi en lettvint metode for å forberede hydrogeler basert på dobbeltioner for membran applikasjoner. Frittstående filmer kan fremstilles fra sulfobetain metakrylat (SBMA) med et tverrbindingsmiddel av poly (etylenglykol) diakrylat (PEGDA) via fotopolymeriseringen. Hydrogelene kan også fremstilles ved impregnering til hydrofobe porøse bærere for å øke den mekaniske styrke. Disse filmer kan være kjennetegnet ved svekket samlet refleksjons Fourier transform infrarød spektroskopi (ATR-FTIR) for å bestemme graden av omdannelse av (met) akrylatgrupper, under anvendelse Vinkelmålere for hydrofilisitet og differensial scanning kalorimetri (DSC) for polymerkjedeen dynamikk. Vi rapporterer også protokoller for å bestemme permeabiliteten for vann i blind Filtrasjon systemer og virkningen av begroingsmidlene (bovin serum albumin, BSA) på membranytelsen.

Introduction

Det er et stort behov for å utvikle lavprisselskaper og energieffektive teknologier for å produsere rent vann for å møte den økende etterspørselen. Polymeriske membraner har dukket opp som et ledende teknologi for rensing av vann på grunn av deres iboende fordeler, slik som deres høye energi effektivitet, lave kostnader, og enkelhet i operasjon 1. Membraner tillate rent vann å trenge gjennom, og avvise forurensningene. Imidlertid er membraner ofte utsatt for begroing med forurensninger i fødevannet, som kan bli adsorbert på membranoverflaten fra deres fordelaktige interaksjoner 2, 3. Begroing kan dramatisk redusere vannstrømning gjennom membranene, noe som øker membranarealet som kreves, og kostnadene ved rensing av vann.

En effektiv metode for å redusere begroing er å modifisere membranoverflaten for å øke den hydrofile og således redusere gunstigmoter mellom membranoverflaten og begroingsmidlene. En metode er å bruke tynnfilmbelegg med superhydrophilic 3 hydrogeler. Hydrogelene har ofte høy permeabilitet for vann; Derfor, kan en tynn-filmbelegg øke langtids vann permeans gjennom membranen på grunn av det dempet begroing, til tross for den noe større transport motstand over hele membranen. Hydrogelene kan også direkte bearbeides til impregnerte membraner for rensing av vann i osmotiske anvendelser 4.

Zwitterioniske materialene inneholder både positivt og negativt ladede funksjonelle grupper, med en netto nøytral ladning, og har en sterk overflate hydrering gjennom elektro-indusert hydrogenbinding 5, 6, 7, 8, 9. De tett bundet væskelagene virke som fysiskog energibarrierer, hindrer begroingsmidlene fra å feste seg på overflaten, og viser således gode antigroegenskaper 10. Zwitterioniske polymerer, slik som poly (sulfobetain metakrylat) (PSBMA) og poly (karboksybetain-metakrylat) (PCBMA), er blitt anvendt for å modifisere membranoverflaten ved å belegge 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 for å øke overflate hydrofilisitet og dermed antigroegenskaper.

Vi viser her en enkel fremgangsmåte for å fremstille zwitterioniske hydrogeler ved hjelp av sulfobetain-metakrylat (SBMA) via fotopolymeriseringen, som er tverrbundet ved bruk av poly (etylenglykol) diakrylat (PEGDA, Mn = 700 g / mol) for å forbedre den mekaniske styrke. Vi har også presentere enProsedyren for å konstruere robuste membraner ved impregnering av monomeren og tverrbindingsmiddel i et sterkt porøst hydrofobt bærer før den fotopolymeriseringen. De fysiske og vanntransportegenskapene for de frittstående filmer og impregnerte membraner er grundig karakterisert til å belyse struktur / eiendom forhold for vannrensing. De fremstilte hydrogeler kan brukes som et overflatebelegg for å forbedre membran-separasjonsegenskaper. Ved å justere den tverrbindingstetthet, eller ved å impregnere inn i hydrofobe porøse bærere, kan disse materialer også danne tynne filmer med tilstrekkelig mekanisk styrke for osmotiske prosesser, slik som for fremoverrettet osmose eller press-osmose 4.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Fremstilling av prepolymeren Solutions

  1. Fremstilling ved anvendelse av vann som et løsemiddel
    1. Legg 10,00 g deionisert (DI) vann til en glassflaske med en magnetisk rørestav.
    2. Mål 2,00 g SBMA og overføre den til den glassflaske som inneholder vann. Omrør løsningen i 30 minutter, inntil SBMA er fullstendig oppløst.
    3. I en separat flaske, tilsett 20,00 g PEGDA (Mn = 700 g / mol).
    4. Legg 20,0 mg 1-hydroksycykloheksyl-fenyl-keton (HCPK), en foto-initiator, til den PEGDA løsning. La løsningen røres i minst 30 min.
    5. Ved hjelp av en engangs pipette overføres 8,00 g av den PEGDA-HCPK løsning på SBMA vandige oppløsning. Kontinuerlig rør blandingen inntil løsningen er homogen.
  2. Fremstilling ved anvendelse av vann / etanol-blandinger som oppløsningsmidler
    1. Legg 6,00 g DI vann og 4,00 g etanol til en amber glass flaske med en magnetisk rørestav.Omrør løsningen for å tillate grundig blanding.
    2. Legg 2,00 g SBMA til vann / etanol-blanding. Omrør løsningen og la SBMA er fullstendig oppløst.
    3. Bruke en pipette for å overføre 8,00 g av den PEGDA-HCPK løsning på SBMA blanding. Rør for å blande løsningen grundig.

2. Fremstilling av de frittstående filmer

  1. Plassere to avstandsstykker som har kjente tykkelser på en ren kvarts-plate; tykkelsen av avstandsstykkene regulerer tykkelsen av de oppnådde polymerfilmer 19.
  2. Overføre en liten mengde (~ 1,0 ml) av prepolymeren løsning på kvartsplate med en engangspipette.
  3. Plasser en annen kvartsskive på toppen av væsken og sikre at det ikke er noen bobler i væskefilmen.
  4. Plasser prøven i en ultrafiolett (UV) tverrbindingsmiddel og bestråle i 5 min ved anvendelse av UV-lys med en bølgelengde på 254 nm 19.
    MERK: Alternative bestråling tids og bølgelengder kan anvendes, avhengig av typen av fotoinitiatoren.
  5. Separer den polymerfilm fra kvartsplater ved hjelp av en skarp kniv. Bruk pinsett til å overføre filmen til en DI-vann-bad. Endre vann to ganger i løpet av de første 24 timer for å fjerne oppløsningsmidlet, ureagert monomer / tverrbindingsmiddel, og sol fra filmen.
    MERK: Polymerfilmen bør holdes i DI-vann for å bevare den porestruktur, hvis det er noen.
  6. Forbered tørkede filmer for ATR-FTIR og DSC-analyse.
    1. Fjerne filmen fra vannbadet og la det lufttørke i 24 timer.
    2. Plasser filmen i en vakuum-ovn ved 80 ° C for å tørke over natten under vakuum.

3. Fremstilling av den impregnerte Membraner

  1. Plassere et ark av porøs bærer på en kvartsplate.
  2. Ved hjelp av en skum børste, belegge hver side av bære to ganger med prepolymeren løsning basert på vann / etanol-blanding 4.
    MERK: Siden than støtte er hydrofob, kan prepolymeren oppløsning inneholdende etanol, lett fukte bæreren.
  3. Plasser en kvarts-plate på toppen av støtten.
  4. Plasser prøven i en UV-tverrbindingsmiddel og bestråle i 5 min ved anvendelse av UV-lys med en bølgelengde på 254 nm.
  5. For å fjerne den impregnerte membranen fra kvartsskiver, senke hele enheten i en DI-vann-bad i 5 minutter og fjerne membranen ved hjelp av en skarp kniv og pinsett nøye.
  6. Holde membranen i DI-vann. Endre vann to ganger for å fjerne løsningsmiddelet, blir ureagert monomer / tverrbindingsmiddel, og solen fra membranen.
  7. Forbered tørkede, impregnerte membraner for ATR-FTIR og DSC-analyser.
    1. Fjerne membranen fra vannbadet. Tillate membranen å tørke ved omgivende betingelser i 24 timer.
    2. Tørk membranen i en vakuumovn natten over ved 80 ° C under vakuum.

4. Karakterisering av de frittstående filmer og impregnert Membranes

  1. ATR-FTIR-analyse
    1. Fremstille en prøve av prepolymeren oppløsning, som angitt i trinn 1.1, for FTIR-analyse.
    2. Utfør en bakgrunnsskanning før du skanner prøven. Sett bølgetallområdet fra 600 cm-1 til 4500 cm-1 på en 4 cm-1 oppløsning for måling.
    3. Plasser prøven i FTIR maskin for analyse.
    4. Fjern prøven. Rens krystall og spissen med et passende oppløsningsmiddel.
    5. Gjenta trinn 4.1.1 - 4.1.4 for følgende prøver: porøse bærer, prepolymer-løsning, tørket frittstående filmer, og tørkede impregnerte membraner.
  2. Differensial skanning kalorimetri (DSC)
    1. Plasser en DSC panne og lokk i en veie balanse og registrere sin vekt.
    2. Plasser en liten mengde av prøven (5-10 mg) på innsiden av pannen og lukke den med lokket.
    3. Vei kjelen som inneholder prøven. Fra vektforskjellen mellom det occupied pannen og lokket og ledig pannen og lokket, beregne vekten av prøven.
    4. Ved hjelp av en presse, hermetisk forsegle prøven inne i kokekaret.
    5. Plasser den forseglede pan inne DSC-celle i hvilken den inerte referansen er plassert.
    6. Skriv inn vekten av ledig pannen og lokket og vekten av prøven i programmet.
    7. Scan med DSC fra -80 ° C til 160 ° C ved en oppvarmingshastighet på 10 ° C / min.
    8. Utføre DSC-analyse ved anvendelse av produsentens protokoll.
    9. Gjenta DSC eksperimenter for forskjellige prøver å følge nevnte trinnene.
  3. Måling av kontaktvinkler ved hjelp av en hengende dråpe metode
    1. Skjær en rektangulær stripe av membranprøven (ca. 30 mm x 6 mm).
    2. Sug denne strimmel i deionisert vann i 10 minutter, og deretter tørke den i 5 min.
    3. Plasser tørkede prøve på prøveholderen.
    4. Nedsenke prøveholder i en gjennomsiktigmiljøkammer som inneholder den DI-vann 20.
    5. Ved hjelp av en mikroliter sprøyte med en nål av rustfritt stål, dispensere dråper av n-dekan (ca. 1 ul) på membranprøven.
    6. La oppsettet uforstyrret i 2 minutter for å sikre stabiliseringen av dråpene.
    7. Bruke en passende programvare for bildeanalyse for å bestemme kontaktvinkelen av prøvene ved å måle vinklene til de utleverte dråpene på membranoverflaten.
    8. Ta gjennomsnittet av kontaktvinkel-verdier som ble oppnådd for forskjellige dråper.
  4. Karakterisering av permeabilitet for vann ved hjelp av en blindfiltreringssystem
    1. Bruke en hammer drevet hullemaskin med en passende diameter for å kutte kuponger av frittstående filmer og membraner impregnert.
    2. Plasser en fremstilt kupong på den porøse bærer i en blindvei filtreringscelle.
    3. Plasser O-ring på toppen av prøven. Å skru de to halvdeleneav den gjennomtrengningscellen sammen.
    4. Tilsett ca. 50 ml DI-vann for å gjennomtrengn cellen. Skru på lokket og plassere gjennomtrengningscellen på en magnetrører. Still omrøringshastighet mellom 300 og 900 rpm.
    5. Plasser en dekket beger på en balanse for å samle den gjennomtrengende vann. Kalibrer vekten.
    6. Åpne ventilen på gassflasken. Drei trykkregulatorventilen med urviseren inntil det ønskede trykk er nådd (45 psig i frittstående filmer og 35 psig for impregnerte membraner).
    7. Åpne utløsningsventilen for å levere trykk til gjennomtrengningen cellen.
    8. Overvåke og registrere vekten av begeret med tiden.
    9. Beregn vann permeansen (A w) og permeabiliteten (P w) med den løsnings diffusjonsmodell vist under 4, 21
      ligningen
      hvor A w er the vann permeans (L / m2 hbar eller LMH / bar), er P w vannpermeabiliteten (LMH cm / bar), ρ w er vanntetthet (g / l), A er det effektive areal av membranen (m 2), Δm er endringen i vannmassen filtrat (g) i løpet av en tidsperiode at (h), er Ap trykkforskjellen over membranen (bar), og l er tykkelsen av den svellede filmen (cm).
    10. Bruke en BSA-oppløsning inneholdende 0,5 g / l BSA i en fosfat-bufret saltløsning (PBS) løsning med pH = 7,4 for å evaluere antigroegenskaper og avstøtning av membranene.
    11. Gjenta trinn 4.4.5 - 4.4.10 for å bestemme vannstrøm i nærvær av BSA. Beregn BSA avvisning med den følgende ligning 22
      ligningen
      hvor R er BSA BSA-avvisning av membranen (%)C P er konsentrasjonen av BSA i filtrat (g / l), og C-F er den BSA-konsentrasjonen i foret (g / l); konsentrasjonen av BSA kan bli bestemt ved UV-spektroskopi.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Frittstående filmer fremstilt med prepolymeren løsninger som er angitt i trinn 1.1 og 1.2 er referert til som S50 og S30, hhv. Detaljert informasjon er vist i tabell 1. Forpolymerløsning angitt i trinn 1.2 ble også anvendt for å fremstille impregnerte membraner, som er betegnet som IMS30. Fordi den porøse understøttelsen er laget av hydrofobt polyetylen, kan bare prepolymeren oppløsning inneholdende etanol, impregneres inn i bæreren og danne transparente filmer, som vist i figur 1 4.

Omdannelsen av (met) akrylatgrupper i PEGDA og SBMA ble bekreftet ved ATR-FTIR-spektroskopi. Figur 2 viser IR-spektret av den porøse bærer, prepolymer-oppløsning, tørket polymerfilmer (S50 og S30), og tørket impregnert membran (IMS30). spectrum av porøs bærer (a) viser en karakteristisk topp rundt 1460 cm-1, som er forbundet med bøyedeformasjon 23. IR-spekteret av den prepolymer-oppløsning (b) viser tre topper som er karakteristiske for akrylatgruppe ved 810, 1190 og 1,410 cm-1, 19 21. Disse toppene forsvinner i IR-spektrene til S50 film (c), S30-film (d), og den IMS30 membranen (e), noe som indikerer fullstendig omdannelse av (met) akrylat. I tillegg er en karakteristisk topp ved 1035 cm-1 for vibrasjonen av SO 3 - gruppe i SBMA vises i alt IR-spektra, med unntak av spekteret av den porøse bæreren.

Figur 3 sammenligner DSC resultatene av den tørkede S50 film (a), S30-film (b), og den IMS30 membran (c). De DSC-kurver som benyttes for å bestemme glasstemperaturen (Tg) av hver prøve. T g-verdier er konsistente og litt lavere enn den litteraturverdi (dvs. -33 ° C) for filmer med lignende SBMA og PEGDA innhold 7. DSC-kurven for IMS30 viser også en smeltetopp for polyetylen med høy tetthet ved 132 ° C, som kan sammenlignes med den verdi som er rapportert i litteraturen 24.

De vannkontaktvinkler er vist i figur 4, og som benyttes for å belyse overflaten hydrofilitet. Nedre kontaktvinkler foreslå større hydrophilicity. Den porøse understøttelsen har en kontaktvinkel på 92 °, noe som er mye høyere enn verdien av 26 ° for S50 film, 18 ° for S30-film, og 37 ° for IMS30 membranen. Dette resultatet indikerer at filmene og impregnert membran er mye mer hydrofile enn den porøse bærer.

Tabell 1

Figur 1
Figur 1: Fotografier av (a) en frittstående film (S30, tykkelse = 152 um) (b) en porøs bærer, og (c) En impregnert membran (IMS30). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 2
Figur 2: Sammenligning av ATR-FTIR-spektra av (a) den porøse bærer, (b) den prepolymer-løsning, (c) den S50 frittstående film, (d) den S30 frittstående film, og (e) den IMS30 impregnerte membranen.

Figur 3
Figur 3: DSC-kurver for (a) S50 frittstående film, (b) den S30 frittstående film, og (c) den IMS30 impregnerte membranen.


Figur 4: Kontakt vinkelmålinger og bilder av vanndråper på overflaten av den porøse Support, Frittstående Films, og Impregnert Membran. Det feilfelt er standardavviket av flere målinger. Merk: Et anheng slipp-metoden 25; b Normal slipp-metoden 25.

Prøve Forpolymerløsning Innhold (vekt-.%) T g Tykkelse (um) Vann permeans (LMH / bar) Vann Permeabilitet (cm2 / s)
SBMA PEGDA H 2 O 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 vannstrømning ble målt ved 45 psi med en rørehastighet på 350 rpm.
b Vann ble målt ved 35 psi med en rørehastighet på 350 rpm.

Tabell 1: Oppsummering av de fysiske og vanntransportegenskapene til Frittstående film og impregnert membran.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi har vist en enkel fremgangsmåte til fremstilling av frittstående filmer og membraner impregnert basert på zwitterioniske hydrogeler. Forsvinningen av tre (met) akrylat karakteristiske topper (dvs., 810, 1190 og 1,410 cm-1) i IR-spektrene av de oppnådde polymerfilmer og impregnert membran (figur 2) viser god omsetning av monomerene og tverrbindingsmiddel 4, 19, 21. I tillegg er utseendet av de SO3 - vibrasjons-topp i spektrene for filmene og membran bekrefter at zwitterioniske grupper har blitt innarbeidet i hydrogeler. De oppnådde kopolymerer har ubetydelig sol fraksjoner, noe som indikerer at kopolymersammensetningene er meget lik de av prepolymer-løsninger 7.

De T g-verdier av S30 ogS50 er like, noe som antyder at den løsningsmiddeltype i prepolymeren løsninger har minimal effekt på Tg. For det impregnerte membran, smeltetoppen tilskrives den porøse støtte (polyetylen), noe som antyder løftet av denne membran for å opprettholde høy temperatur og høyt trykk over membranen.

Kontaktvinkelen måling med den hengende dråpe-metoden var bare anvendelig til den porøse bærer. Denne metode kan ikke anvendes for de frittstående filmer og membraner fremstilt i dette arbeidet, fordi prøvene løsrevet seg fra prøveholderen når neddykket i vannkammeret. Derfor ble de kontaktvinkel-målingene for disse prøver måles ved ganske enkelt å slippe en liten dråpe av vann (1,0 til 5,0 ul) på toppen av prøveoverflaten. Kontaktvinkelen for bæreren er mye høyere enn for de frittstående filmer og impregnert membran, noe som bekrefter den større hydrofilitet i disse zwitterionic hydrogeler.

Vannet Permeansen av hver prøve ble bestemt ved dead-end filtreringssystemer. Hydratisert S50 film med en tykkelse på 471 um oppviser den laveste vann permeansen (0,085 LMH / bar), mens S30 film og IMS30 membran viser høyere vann permeans.

Dette dokumentet beskriver en lettvint fremgangsmåte for å fremstille hydrogel-baserte frittstående filmer og membraner impregnert via Fotopolymeriser for vannrensing. Hydrogeler inneholdende PEGDA og SBMA med hydrofile egenskaper er syntetisert, og de kan øke hydrofilisiteten av den porøse bæreren i impregnert membraner. Denne rapporten gir praktisk veiledning ved fremstilling av disse materialer og karakterisering av deres fysiske egenskaper, deriblant vanntransportegenskapene. Fremgangsmåten og materialene kan også anvendes for å fremstille membraner for gass-separasjon, for eksempel CO2-fangst.

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 utgave 122 hydrogeler impregnerte membraner vannrensing zwitterioniske polymerer fotopolymerisering antigroegenskaper
Syntese av hydrogeler med Bunn Egenskaper som membraner for vannrensing
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