Рентгеноструктурне дослідження мембран на основі Na-КМЦ та ХТЗ-Cl для очищення води
DOI:
https://doi.org/10.20535/2617-9741.1.2024.300994Ключові слова:
біодеградабельні нанокомпозитні мембрани, очищення води, полісахарид, поліелектролітний комплекс, полімерна мембрана, структураАнотація
З року в рік рівень забруднення довкілля зростає. Вирішення цієї проблеми потребує розробки та застосування нових ефективних технологій та матеріалів для очищення стічних вод та переробки накопичених відходів. Одним з альтернативних напрямків є мембранні технології, зокрема, розроблення біорозкладаних нанокомпозитних мембран, які можуть бути використані в різноманітних сферах.
Для створення цих мембран використовували аніонний поліелектроліт – Na-карбоксиметилцелюлози з молекулярною масою Mw близько 90 000 та катіонний поліелектроліт – хітозан низької молекулярної маси. Протонування аміногруп хітозану виконували шляхом додавання хлористоводневої кислоти до його 5 %-го водного розчину до повного розчинення (рН = 6,8). Полімерні мембрани формували шляхом змішування водних розчинів гідрохлориду хітозану і Na-карбоксиметилцелюлози у різних співвідношеннях.
Аналіз рентгенівських дифрактограм поліелектролітних комплексів показав, що при поступовому зростанні вмісту катіонного поліелектроліту від 5 % до 17 % структура поліелектролітних комплексів різко змінюється. Тоді як, дифрактограми поліелектролітних комплексів із вмістом хітозану від 29 % до 84 % є подібними.
Перевірку ефективності отриманих мембран було проведено на барометричній установці при різних тисках. Встановлено, що найбільш продуктивними виявилися мембрани на основі поліелектролітних комплексів із стехіометричним співвідношенням аніонного та катіонного поліелектролітів.
Ступінь очищення води перевіряли за показниками селективності по кольоровості. Отримані результати дозволяють зробити висновок, що при збільшенні тривалості очищення селективність зростає. Це може пояснюватися тим, що при тривалому очищенні забиваються пори мембрани і її пропускна здатність падає, при цьому ефективність очищення зростає.
Посилання
Demchenko V., Shtompel V., Riabov S. Nanocomposites based on interpolyelectr olyte complex and Cu/Cu2O core-shell nanoparticles: Structure, thermomechanical and electrical properties. European Polymer Journal. 2016. P. 310–316.
Prozorova G. F, Pozdnyakov A. S, Kuznetsova N. P, Korzhova S. A, Emel'yanov A. I, Ermakova T. G, Fadeeva T. V, Sosedova L. M Green synthesis of watersoluble nontoxic polymeric nanocomposites containing silver nanoparticles. Int J Nanomed. 2014.No. 9. P. 1883–1889.
Demchenko VL, Shtompel' VI, Riabov SV DC Field Effect on the Structuring and Thermomechanical and Electric Properties of Nanocomposites Formed from Pectin–Cu2+–Polyethyleneimine Ternary Polyelectrolyte–Metal Complexes. Polymer Science, Ser. A. 2015. No. 5. P. 635–643.
Pomogailo A. D, Kestelman VN Metallopolymer nanocomposites. Springer, New York. 2005. P. 564.
Deng Z, Zhu H, Peng B, Chen H, Sun Y. F, Gang X. D, Jin P. J, Wang J. L Synthesis of PS/Ag nanocomposite spheres with catalytic and antibacterial activities. ACS Appl Mater Interfaces. 2012. No. 4. P. 5625–5632.
Rangelov, S., Pispas, S., Polymer and Polymer-Hybrid Nanoparticles: From Synthesis to Biomedical Applications. CRC Press. 2014.
Reynaud E., Gauthier C, Perez J. Nanophases in polymers. Rev. Metal. Cah. Inf. Tech. 1999. No. 96. P. 169–176.
Hussain E., Hojjati M., Okamoto MI, Gorga ERJ Polymer-Matrix Nanocomposites, Processing, Manufacturing, and Application. J Compos. Mater. 2006. Vol. 40, No. 17. P. 1511–1575.
Alexandre M., Dubois P. Macromolecular Engineering — Precise Synthesis, Materials Properties, Applications / ed. Matyjaszewski K., Gnanou Y., Leibler L. Wiley-VCH Verlag GmbH and Co. KGaA, Weinheim. 2007. Volume 4, R. 2033–2070.
Sharma S., Sanpui P., Chattopadhyay A., Ghosh SS Fabrication of antibacterial silver nanoparticle—Sodium alginate-chitosan composite films. RSC Adv. 2012. No. 2. P. 5837–5843
Sharma S., Sanpui P., Chattopadhyay A., Ghosh SS Fabrication of antibacterial silver nanoparticle—Sodium alginate-chitosan composite films. RSC Adv. 2012. No. 2. P. 5837–5843
Grass G., Rensing C., Solioz M. Metallic copper as an antimicrobial surface. Appl. Environ. Microbiol. 2011. No. 77. P. 1541–1548.
Prabhu S., Poulose EK Silver nanoparticles: Mechanism of antimicrobial action, synthesis, medical applications, and toxicity effects. Int. Nano Lett. 2012. No. 32. P. 2–10.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Валерій Леонідович Демченко, Володимир Іванович Штомпель, Вікторія Олексіївна Овсянкіна, Олег Сергійович Брошко, Тамара Володимирівна Крисенко, Максим Володимирович Юрженко, Ірина Юріївна Романюкіна
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
