Su Arıtma Membranlar olarak Zehirli Özelliklere Sahip Hidrojeller Sentezi

Bu makale, bağımsız filmlerde ve emprenye edilmiş membranlarda hidrojeller hazırlamak ve su taşıma özellikleri de dahil olmak üzere fiziksel özelliklerini karakterize etmek için pratik yöntemleri bildirmektedir.

Bu prosedürün genel amacı, membran suyunun arıtılması için zwitteriyonik hidrojellere dayalı bağımsız filmler ve emprenye edilmiş membranlar hazırlamak ve karakterize etmektir. Bu yöntem, emprenye edilmiş membrandaki hidrojel bazlı bağımsız filmin onarımı ve ayrıca fiziksel ve taşıma özelliklerinin karakterize edilmesi için rehberlik sağlar. Bu tekniğin temel avantajı, endüstriyel üretimde basit, hızlı ve ölçeklendirilmesinin kolay olmasıdır.

Bu yöntemin görsel gösterimi, entegre hidrojel hazırlama ve karakterizasyon adımlarının öğrenilmesi zor olduğundan, özel yapım aparatlar kullanıldığından ve disiplinler arası beceriler gerektiğinden kritik öneme sahiptir. Bağımsız filmleri hazırlamak için önce kalınlığı bilinen iki ara parçayı temiz bir kuvars disk üzerine yerleştirin. Ara parçaların kalınlığı, elde edilen polimer filmlerin kalınlığını kontrol eder.

Tek kullanımlık bir pipet kullanarak küçük bir miktar ön polimer çözeltisini kuvars diske aktarın. Sıvının üzerine başka bir kuvars disk yerleştirin ve sıvı filmde kabarcık olmadığından emin olun. Ardından, numuneyi bir ultraviyole veya UV çapraz bağlayıcıya yerleştirin ve 254 nanometre dalga boyuna sahip UV ışığı kullanarak beş dakika boyunca ışınlayın.

Polimer film kuvars diskten çıkarıldığında, filmin yırtılmasını önlemek için yavaş çalışmak çok önemlidir. Keskin bir bıçak kullanarak polimer filmi kuvars disklerden ayırın. Filmi deiyonize bir su banyosuna aktarmak için cımbız kullanın.

Çözücüyü, reaksiyona girmemiş monymer'i ve çapraz bağlayıcıyı çıkarmak için ilk 24 saat içinde suyu iki kez değiştirin ve filmden çözün. Kurumuş filmleri analize hazırlamak için, filmi su banyosundan çıkarın ve 24 saat boyunca kurumaya bırakın. Filmi, gece boyunca vakum altında kuruması için 80 santigrat derecede vakumlu bir fırına koyun.

Bir kuvars diskin üzerine bir gözenekli destek tabakası yerleştirin. Bir köpük fırça kullanarak, desteğin her iki tarafını iki kez su etanol karışımına dayanan bir prepolimer çözeltisi ile kaplayın. Desteğin üzerine başka bir kuvars disk yerleştirin.

Daha sonra numuneyi bir UV çapraz bağlayıcıya yerleştirin ve 254 nanometre dalga boyuna sahip UV ışığı kullanarak beş dakika boyunca ışınlayın. Emprenye edilmiş zarı kuvars disklerden çıkarmak için, tüm düzeneği beş dakika boyunca deiyonize bir su banyosuna daldırın ve keskin bir bıçak ve cımbız kullanarak zarı dikkatlice çıkarın. Membranı deiyonize suda tutarak, çözücüyü, reaksiyona girmemiş monymer ve çapraz bağlayıcıyı ve solu zardan çıkarmak için suyu iki kez değiştirin.

Kurutulmuş, emprenye edilmiş membranları analize hazırlamak için, membranı su banyosundan çıkarın, membranın 24 saat ortam koşullarında kurumasını bekleyin. Daha sonra, zarı vakum altında 80 santigrat derecede gece boyunca vakumlu bir fırında kurutun. Sarkıt damla yöntemini kullanarak temas açılarını ölçmek için, önce membran numunesinin dikdörtgen bir şeridini kesin.

Bu şeridi 10 dakika deiyonize suda bekletin. Ve sonra beş dakika kurulayın. Kurutulmuş numuneyi numune tutucuya yerleştirin.

Ardından, numune tutucuyu deiyonize su içeren şeffaf bir çevre odasına daldırın. Bir sonraki adımda, yavaş çalışmak ve n-dekan damlalarını membranlara dağıtmak çok önemlidir. Paslanmaz çelik iğneli bir mikrolitre şırınga kullanarak, membran numunesine n-dekan damlaları dağıtın.

Damlacıkların dengelenmesini sağlamak için kurulumu iki dakika boyunca rahatsız edilmeden bırakın. Ardından, membran yüzeyindeki dağıtılan damlacıkların açılarını ölçerek numunelerin temas açısını belirlemek için uygun görüntü analiz yazılımı kullanın. Çıkmaz bir filtreleme sistemi kullanarak su geçirgenliğini karakterize etmek için, önce bağımsız filmlerin ve emprenye edilmiş membranların kuponlarını uygun çapta çekiçle çalışan bir delgeç ile kesin.

Çıkmaz bir filtrasyon hücresinin içindeki gözenekli desteğin üzerine hazırlanmış bir kupon yerleştirin. Ardından, O halkasını numunenin üzerine yerleştirin. Geçirgenlik hücresinin iki yarısını birbirine vidalayın.

Daha sonra, nüfuz etme hücresine yaklaşık 50 mililitre deonize su ekleyin. Kapağı vidalayın ve geçirgenlik hücresini manyetik bir karıştırıcı üzerine yerleştirin. Karıştırma hızını 300 ile 900 RPM arasına ayarlayın.

Ardından, süzüntü suyunu toplamak için bir terazinin üzerine kapalı bir beher yerleştirin ve teraziyi yırtın. Gaz silindirindeki vanayı açın. İstenilen basınca ulaşılana kadar basınç regülatör valfini saat yönünde çevirin.

Son olarak, basıncı geçirgenlik hücresine iletmek için serbest bırakma valfini açın. Beherin ağırlığını zamanla izleyin ve kaydedin. Burada bağımsız filmin, gözenekli desteğin ve emprenye edilmiş membranların fotoğrafları gösterilmektedir.

Gözenekli desteğin hidrojel ile doldurulduktan sonra opaktan şeffafa değiştiğinin kanıtıdır. Kızılötesi spektrumlar, hidrojellerdeki akrilat gruplarının neredeyse tamamen dönüşümünü gösterir. Spektrumlarda akrilat karakteristik tepe noktalarının olmaması nedeniyle.

Hidrojellerin cam geçiş sıcaklığı, burada gösterildiği gibi diferansiyel tarama kalorimetrisi ile belirlenir. Bağımsız filmlerdeki ve emprenye edilmiş membranlardaki daha düşük temas açıları, gözenekli destekten daha fazla hidrofilikliği gösterir. Bu videoyu izledikten sonra, hidrojel bazlı malzemelerin nasıl onarılacağını ve özelliklerinin nasıl karakterize edileceğini iyi anlamış olmalısınız.

Bu çalışma, fotopolimerizasyonlar yoluyla hidrojel bazlı malzeme üretmenin daha hızlı bir yöntemini ve bunların su arıtımı için nasıl karakterize edileceğini açıklamaktadır. Yöntem ve malzeme, CO2 yakalama gibi gaz işlemleri için membranı onarmak için de kullanılabilir. Kimyasal ve UV radyasyonu ile çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini ve bu işlemi gerçekleştirirken her zaman kişisel koruyucu ekipman gibi önlemlerin alınması gerektiğini unutmayın.