Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Chuẩn bị và đặc trưng hóa màng nanocomposite đa chia pha mới bằng cách kết hợp ống nano PSF–HNT/TiO2 để giảm thiểu lắng đọng hữu cơ
Tóm tắt
Các tính chất chống bám bẩn của màng nanocomposite đa chia pha filtrat siêu vi với sự kết hợp của polysulfone (PSF) và ống nano gồm titanium dioxide và đất sét (HNT/TiO2) đã được nghiên cứu. Màng được chuẩn bị bằng phương pháp tách pha sử dụng các nồng độ khác nhau của HNT/TiO2 và polysulfone. Hình thái (sự kết hợp) của màng được xác định bằng kính hiển vi điện tử quét và kính hiển vi lực nguyên tử. Quan sát quan trọng nhất là sự cải thiện đáng kể trong dòng chảy nước, điều này được quy cho tính chất hydrophilic được cải thiện. Tính chất hydrophilic được chứng minh qua việc đo góc tiếp xúc nước và độ xốp. Sự cải thiện tính chất hydrophilic này là do sự hiện diện của các nhóm hydroxyl trên HNT/TiO2, được xác định bởi phổ (FTIR). Độ bền bám bẩn của các màng được nghiên cứu thông qua việc lọc dung dịch BSA cho thấy rằng các màng có 1% và 2% trọng lượng HNT/TiO2 có tính chống bám bẩn tốt nhất, dẫn đến sự phục hồi dòng chảy. Các ảnh hưởng của các hướng rửa khác nhau trong các thử nghiệm lắng đã được báo cáo. Thử nghiệm rửa theo chiều dọc và bề mặt song song trong thời gian của các thử nghiệm lắng đã được tiến hành và các ảnh hưởng đã được đánh giá. Màng nanocomposite HNT/TiO2 với rửa theo bề mặt song song cho thấy khả năng tái sử dụng đáng kể trong quá trình lọc. PSF và PSF–HNT/TiO2 (0,5 wt%) cho thấy khả năng loại bỏ nghiêm ngặt gần như 100%, trong khi khả năng cao này không được quan sát cho các màng có tỷ lệ HNT/TiO2 cao hơn. Ngoài ra, kết quả thực nghiệm xác nhận rằng độ chống bám bẩn trên các màng PSF tinh khiết và PSF–HNT/TiO2 (0,5 wt%), các phân tử sau khi nhiễm BSA, không thể phục hồi khả năng thẩm thấu ban đầu của chúng, trong khi các màng có tỷ lệ HNT/TiO2 cao hơn cho thấy khả năng phục hồi tốt sau khi rửa bằng nước tinh khiết.
Từ khóa
#màng nanocomposite #HNT/TiO2 #tính chất chống bám bẩn #polysulfone #thẩm thấuTài liệu tham khảo
Oh BK, Park CK, Lee YM (1993) Dehydration of aqueous pyridine solution through crosslinked chitosan membrane. Polym Bull 31:723–728
Bai RK, Huang MY, Jiang YY (1988) Selective permeabilities of chitosan–acetic acid complex membrane and chitosan-polymer complex membranes for oxygen and carbon dioxide. Polym Bull 20:83–88
Kunugi S, Tatsukawa K, Nakajima T, Nomura A, Tanaka A (1989) Orientation of bacteriorhodopsin in non-aqueous polymer membrane. Polym Bull 21:59–62
Pirouzfar V, Hosseini SS, Omidkhah MR (2014) Modeling and optimization of gas transport characteristics of carbon molecular sieve membranes through statistical analysis. Polym Eng Sci 54(1):147–157
Soleymanipour SF, Saiedi AH, Pirouzfar V, Alihosseini A (2016) Morphology and gas separation performance of membranes comprising of multi-wall carbon nanotubes/polysulfone–Kapton. J Appl Polym Sci. doi:10.1002/app.43839
Heydari Sh, Pirouzfar V (2016) The influence of synthesis parameters on the gas selectivity and permeability of carbon membranes: empirical modeling and process optimization by response surface. RSC Adv 6:14149–14163
Salimi M, Pirouzfar V, Kianfar E (2017) Novel nanocomposite membranes prepared with PVC/ABS and silica nanoparticles for C2H6/CH4 separation. Polym Sci Ser A 59(4):566–574
Salimi M, Pirouzfar V, Kianfar E (2017) Enhanced gas transport properties in silica nanoparticles filler-polystyrene nanocomposite membranes. Colloid Polym Sci 295(1):215–226
Jamshidi M, Pirouzfar V (2017) Influence of nanoparticles on gas transport properties of mixed matrix membranes: experimental investigation and modeling. Korean J Chem Eng. doi:10.1007/s11814-016-0302-4
Nematollahi MH, Saiedi AH, Pirouzfar V, Akhondi E (2016) Mixed matrix membranes comprising PMP polymer with dispersed alumina nanoparticles fillers for CO2/N2 separation. Macromol Res 24(9):782–792
Pirouzfar V, Omidkhah MR (2016) Mathematical modeling and optimization of gas transport through carbon molecular sieve membrane and determining the model parameters using genetic algorithm. Iran Polym J 25(3):203–212
Pirouzfar V, Omidkhah MR, Moghaddam AZ (2014) Investigating the effect of dianhydride type and pyrolysis condition on the gas separation performance of membranes derived blended polyimides through statistical analysis. J Ind Eng Chem 20(3):1061–1070
Rahimpour A (2011) UV photo-grafting of hydrophilic monomers onto the surface of nano-porous PES membranes for improving surface properties. Desalination 265(1–3):93–101
Padaki M, Isloor AM, Kumar R, Ismail AF, Matsuura T (2013) Synthesis, characterization and desalination study of composite NF membranes of novel poly[(4-aminophenyl)sulfonyl]butanediamide (PASB) and methyalated poly[(4-aminophenyl)sulfonyl]butanediamide (mPASB) with polysulfone (PSf). J Membr Sci 428:489–497
Chapman J, Lawlor A, Weir E, Quilty B, Regan F (2010) Phthalate doped PVC membranes for the inhibition of fouling. J Membr Sci 365:180–187
Maguire-Boyle SJ, Barron AR (2011) A new functionalization strategy for oil/water separation membranes. J Membr Sci 382:107–115
Ba C, Economy J (2010) Preparation and characterization of a neutrally charged antifouling nanofiltration membrane by coating a layer of sulfonated poly(ether ether ketone) on a positively charged nanofiltration membrane. J Membr Sci 362:192–201
Yan L, Li YS, Xiang CB, Xianda S (2006) Effect of nano-sized Al2O3-particle addition on PVDF ultrafiltration membrane performance. J Membr Sci 276:162–167
Jeon J-D, Kim M-J, Kwak S-Y (2006) Effects of addition of TiO2 nanoparticles on mechanical properties and ionic conductivity of solvent-free polymer electrolytes based on porous (PVdF-HFP)/P(EO-EC)membranes. J Power Sources 162:1304–1311
Nagarale RK, Gohil GS, Shahi VK, Rangarajan R (2004) Organic–inorganic hybrid membrane: thermally stable cation-exchange membrane prepared by the sol–gel method. Macromolecules 37:10023–10030
Madaeni SS, Enayati E, Vatanpour V (2011) Separation of nitrogen and oxygen gases by polymericmembrane embedded with magnetic nano-particle. Polym Adv Technol 22:2556–2563
Jian P, Yahui H, Yang W, Linlin L (2006) Preparation of polysulfone–Fe3O4 composite ultrafiltration membrane and its behavior in magnetic field. J Membr Sci 284:9–16
Soroko AL (2009) Impact of TiO2 nanoparticles on morphology and performance of crosslinked polyimide organic solvent nanofiltration (OSN) membranes. J Membr Sci 343:189–198
Mansourpanah Y, Madaeni SS, Rahimpour A, Adeli M, Hashemi MY, Moradian MR (2011) Fabrication new PES-based mixed matrix nanocomposite membranes using polycaprolactone modified carbon nanotubes as the additive: property changes and morphological studies. Desalination 277:171–177
Luo M-L, Zhao J-Q, Tang W, Pu CS (2005) Hydrophilic modification of poly(ether sulfone) ultrafiltration membrane surface by self-assembly of TiO2 nanoparticles. Appl Surf Sci 249:76–84
Wang XM, Li XY, Shih K (2011) In situ embedment and growth of anhydrous and hydrated aluminum oxide particles on polyvinylidene fluoride (PVDF) membranes. J Membr Sci 368:134–143
Yan L, Hong S, Li ML, Li YS (2009) Application of the Al2O3–PVDF nanocomposite tubular ultrafiltration (UF) membrane for oily wastewater treatment and its antifouling research. Sep Purif Technol 66:347–352
Vatanpour V, Madaeni SS, Moradian R, Zinadini S, Astinchap B (2011) Fabrication and characterization of novel antifouling nanofiltration membrane prepared from oxidized multiwalled carbon nanotube/polyethersulfone nanocomposite. J Membr Sci 375:284–294
Madaeni SS, Zinadini S, Vatanpour V (2011) A new approach to improve antifouling property of PVDF membrane using in situ polymerization of PAA functionalized TiO2 nanoparticles. J Membr Sci 380:155–162
Vatanpour V, Madaeni SS, Rajabi L, Zinadini S, Derakhshan AA (2012) Boehmite nanoparticles as a new nanofiller for preparation of antifouling mixed matrix membrane. J Membr Sci 401–402:132–143
Yu H, Zhang Y, Sun X, Liu J, Zhang H (2014) Improving the antifouling property of polyethersulfone ultrafiltration membrane by incorporation of dextran grafted halloysite nanotubes. Chem Eng J 237:322–328
Pavasupree S, Ngamsinlapasathian S, Suzuki Y, Yoshikawa S (2006) One-dimensional nanostructured TiO2 for photocatalytic activity and dye-sensitized solar cells applications. In: The 2nd joint international conference on sustainable energy and environment, Bangkok, Thailand
Akita H, Hattori T (1999) Studies on molecular composite. I. Processing of molecular composites using a precursor polymer for poly(p-phenylene benzobisthiazole). J Polym Sci Part B Polym Phys 37:189–197
Liang S, Kang Y, Tiraferri A, Giannelis EP, Huang X, Elimelech M (2013) Highly hydrophilic polyvinylidene fluoride (PVDF) ultrafiltration membranes via postfabrication grafting of surface-tailored silica nanoparticles. Appl Mater 5(14):6694–6703
Zeng G, He Y, Zhan Y, Zhang L, Shi H, Yu Z (2016) Preparation of a novel poly(vinylidene fluoride) ultrafiltration membrane by incorporation of 3-aminopropyltriethoxysilane-grafted halloysite nanotubes for oil/water separation. Ind Eng Chem Res 55(6):1760–1767
Kaasalainen M, Aseyev V, Haartman EV, Karaman DŞ, Mäkilä E, Tenhu H, Rosenholm J, Salonen J (2017) Size, stability, and porosity of mesoporous nanoparticles characterized with light scattering. Nanoscale Res Lett 12:74
Ionita M, Vasile E, Elena Crica L, Ioan Voicu S, Madalina Pandele A, Dinescu S, Predoiu L, Galateanu B, Hermenean A, Costache M (2015) Synthesis, characterization and in vitro studies of polysulfone/graphene oxide composite membranes. Compos Part B 72(2015):108–115
