This paper reports practical methods to prepare hydrogels in freestanding films and impregnated membranes and to characterize their physical properties, including water transport properties.
Hidrojeller yaygın olarak zamanla zarlardan istikrarlı su geçirgenliği elde böylece birikinti ve leke önleyici özelliklerinin yükseltilmesi ve su arıtma için membranların yüzeyinin hidrofilikliğini artırmak için kullanılmıştır. Burada, membran uygulamaları için zwıtterıonlar dayalı hidrojeller hazırlamak için kolay bir yöntem raporu. Müstakil filmler fotopolimerizasyon yoluyla bir poli çapraz bağlayıcı madde (etilen glikol) diakrilat (PEGDA) ile sülfobetain metakrilat (SBMA) hazırlanabilir. hidrojeller, mekanik mukavemeti arttırmak için hidrofobik gözenekli destekler içine emdirme yoluyla hazırlanabilir. Bu filmler, bir polimer zinciri dinamikleri için hidrofilikliği ve diferansiyel tarama kalorimetre (DSC) için goniometre kullanılarak, (met) akrilat grupları dönüştürülmesi derecesini belirlemek için kızılötesi spektroskopi (ATR-FTIR) ile zayıflatılmış toplam yansıma Fourier ile karakterize edilebilir. Biz de çıkmaz Filtre su geçirgenliğini belirlemek için protokoller raportion sistemleri ve membran performansına tıkayıcılar etkisi (sığır serum albümini, BSA).
artan talebi karşılamak amacıyla temiz suyu üretmek için düşük maliyetli ve enerji tasarruflu teknolojiler geliştirmek için büyük bir ihtiyaç vardır. Polimerik zarlar bu işlem 1 'de, yüksek enerji verimliliği ve düşük maliyet ve basitliğe olarak nedeniyle doğal avantajlarına su saflaştırılması için lider bir teknoloji olarak ortaya çıkmıştır. Zarlar saf su içine nüfuz ve kirletici maddelerin reddetme sağlar. Bununla birlikte, zarlar genellikle olumlu etkileşimleri 2, 3 membran yüzeyi üzerine adsorbe edilebilir besleme suyu kirletici ile kirlenmeye maruz kalır. kirlenme büyük ölçüde gerekli membran alanı ve su saflaştırma maliyetini arttırır zarlarından su akışının azaltabilir.
Kirlenmeyi azaltmak için etkili bir yaklaşım, hidrofil özelliği arttıracak ve böylece olumlu azaltmak için membran yüzeyini değiştirmek içinmembran yüzeyi ve tıkayıcılar arasındaki teractions. Bir yöntem, süperhidrofilik 3 hidrojeller ile ince film kaplama kullanmaktır. hidrojeller genelde yüksek su geçirgenliğine sahiptir; Bu nedenle, ince film kaplama bütün membran boyunca hafif bir artış taşıma direnci rağmen dolayı azaltılmış olması kirlenmeye membrandan uzun vadeli su manyetik iletkenlik artırabilir. Hidrojeller doğrudan ozmotik uygulamalarda 4 su saflaştırılması için emdirilmiş membran halinde imal edilebilir.
Zitteriyonik malzemeleri net bir nötr yük ile hem pozitif hem de negatif yüklü fonksiyonel grupları içerir, ve elektrostatik kaynaklı hidrojen bağlanması 5, 6, 7, 8, 9 vasıtasıyla güçlü yüzey hidrasyon sahiptir. sıkıca bağlanmış hidrasyon katmanları fiziksel olarak hareketve enerji engeller, yüzeye tutunmasını kirleticileri önlenmesi ve böylece mükemmel kirlilik önleyici özelliklere 10 gösteren. Poli (sülfobetain metakrilat) (PSBMA) ve poli (karboksibetain metakrilat) (PCBMA) halinde zwitterionik polimerler, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 geliştirmek için kaplama membran yüzeyini değiştirmek için kullanılmıştır yüzey hidrofobikliği ve dolayısıyla kirlilik önleyici özellikleri.
Burada poli (etilen glikol) kullanılarak bağlanabilir fotopolimerizasyon yoluyla sülfobetain metakrilat (SBMA) kullanılarak zitteriyonik hidrojeller diakrilat hazırlamak için, basit bir yöntem ortaya koymaktadır (PEGDA, Mn = 700 g / mol), mekanik gücünü artırmak. Ayrıca mevcut birprosedür fotopolimerizasyon önce oldukça gözenekli hidrofobik destek monomer ve çapraz bağlayıcı emprenye edilmesi, sağlam zarları oluşturmak için. ayaklı filmler ve emprenye Membranların fiziksel ve su taşıma özellikleri iyice su saflaştırılması için yapı / özellik ilişkisini açıklamak için karakterize edilir. hazırlanan hidrojeller membran ayırma özelliklerini geliştirmek üzere bir yüzey kaplaması olarak kullanılabilir. Çapraz bağların yoğunluğu ayarlanarak ya da hidrofobik gözenekli destekler içine emprenye edilmesi, bu malzemeler, aynı zamanda, ileri ozmoz veya basınç geriliği ozmoz 4 gibi ozmotik işlemler için yeterli mekanik kuvvete sahip olan, ince filmler meydana getirebilir.
Bu ocaklar filmler ve zitteriyonik hidrojeller göre emprenye membranların hazırlanmasında kolay bir yöntem gösterilmiştir. Üç (met) akrilat karakteristik tepe noktalarının ortadan kaybolması (yani, 810, 1,190 ve 1,410 cm-1) elde edilen polimer filmlerin İR spektrumları ve membran (Şekil 2) monomer ve çapraz bağlayıcı 4 iyi bir dönüşüm gösterir emprenye 19, 21. Buna ek…
The authors have nothing to disclose.
We gratefully acknowledge the financial support of this work by the Korean Carbon Capture and Sequestration R&D Center (KCRC).
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 |