Дослідження властивостей мембран на основі карбоксиметилцелюлози і хітозану
DOI:
https://doi.org/10.20535/2617-9741.4.2024.319140Ключові слова:
очищення води, полісахарид, поліелектролітний комплекс, полімерна мембрана, структура, механічні властивості, ступінь очищенняАнотація
З кожним роком споживання води збільшується, і, як наслідок, збільшується кількість як побутових, так і промислових стічних вод. Сучасні технології водопідготовки та водоочищення повинні бути не тільки високопродуктивними, а й екологічними. Тому одним із перспективних напрямків є отримання біорозкладних нанокомпозитних мембран, які дозволяють досягти високого рівня очищення води та не забруднюють навколишнє середовище після їх використання. Для створення цих мембран використовували аніонний поліелектроліт – Na-карбоксиметилцелюлозу з молекулярною масою Mw ~ 90000 і катіонний поліелектроліт – низькомолекулярний хітозан. Полімерні мембрани формували шляхом змішування водних розчинів гідрохлориду хітозану та Na-карбоксиметилцелюлози в різних співвідношеннях. Для дослідження механічних властивостей мембран на основі природних полімерів, таких як хітозан і Na-карбоксиметилцелюлоза, мембрани випробовували на розрив на апараті AG-Xplus. Цей тест дозволяє визначити такі характеристики мембрани, як міцність на розрив, подовження при розриві та модуль пружності. Встановлено, що мембрани на основі хітозану та Na-карбоксиметилцелюлози мають високу механічну міцність. Вони без пошкоджень витримують тиск понад 5 атмосфер. Це робить їх придатними для використання в різних умовах, в тому числі промислових. Для перевірки ефективності отриманих мембран використовували барометричний прилад. Дослідження проводили при різних тисках (3, 4, 5 атм). Встановлено, що найбільш продуктивними є мембрани на основі поліелектролітних комплексів зі стехіометричним співвідношенням аніонних і катіонних поліелектролітів. Ступінь очищення води перевіряли за показниками кольоровості та каламутності.
Посилання
Demchenko V., Shtompel V., Riabov S. (2016). Nanocomposites based on interpolyelectrolyte complex and Cu/Cu2O core-shell nanoparticles: Structure, thermomechanical and electrical properties. European Polymer Journal. 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. (2014). Green synthesis of watersoluble nontoxic polymeric nanocomposites containing silver nanoparticles. Int. J. Nanomed. No. 9. P. 1883–1889.
Demchenko V. L., Shtompel V. I., Riabov S. V. (2015). 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. No. 5. P. 635–643.
Pomogailo A. D., Kestelman V. N. (2005). Metallopolymer nanocomposites. Springer, New York. P. 564.
Deng Z., Zhu H., Peng B., Chen H., Sun Y. F., Gang X. D., Jin P. J., Wang J. L. (2012). Synthesis of PS/Ag nanocomposite spheres with catalytic and antibacterial activities. ACS Appl Mater Interfaces. No. 4. P. 5625–5632.
Rangelov S., Pispas S. (2014). Polymer and Polymer-Hybrid Nanoparticles: From Synthesis to Biomedical Applications. Publisher: CRC Press, Taylor and Francis Group. 499 p. DOI:10.1201/b15390
Reynaud E., Gauthier C., Perez J. (1999). Nanophases in polymers. Rev. Metal. Cah. Inf. Tech. No. 96. P. 169–176.
Hussain E., Hojjati M., Okamoto M. I., Gorga E. R. (2006). Polymer-Matrix Nanocomposites, Processing, Manufacturing, and Application. J. Compos. Mater. Vol. 40, No. 17. P. 1511–1575.
Alexandre M., Dubois P. (2007). Macromolecular Engineering — Precise Synthesis, Materials Properties, Applications / ed. Matyjaszewski K., Gnanou Y., Leibler L. Wiley-VCH Verlag GmbH and Co. KGaA, Weinheim. Volume 4, R. 2033–2070.
Sharma S., Sanpui P., Chattopadhyay A., Ghosh S. S. (2012). Fabrication of antibacterial silver nanoparticle—Sodium alginate-chitosan composite films. RSC Adv. No. 2. P. 5837–5843.
Grass G., Rensing C., Solioz M. Metallic copper as an antimicrobial surface. (2011). Appl. Environment. Microbiol. No. 77. P. 1541–1548.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Вікторія Олексіївна Овсянкіна, Валерій Леонідович Демченко, Олександр Петрович Хохотва, Тамара Володимирівна Крисенко, Максим Володимирович Юрженко
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).
