Este trabalho relata métodos práticos para preparar hidrogéis em filmes autônomos e membranas impregnadas e para caracterizar suas propriedades físicas, incluindo propriedades de transporte de água.
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Artigo de método
Síntese de hidrogeles com propriedades anti-deposição como membranas de purificação de água
Neste artigo
Resumo
Resumo
Os hidrogéis têm sido amplamente utilizada para melhorar a hidrofilicidade da superfície de membranas de purificação de água, o aumento das propriedades anti-deposição e, assim, alcançar a permeabilidade à água através de membranas estável ao longo do tempo. Aqui, nós relatamos um método fácil para preparar hidrogéis com base em zwitteri�s para aplicações de membrana. filmes independentes podem ser preparados a partir de metacrilato de sulfobetaína (AMEB) com um agente de reticulação de poli (etileno-glicol) diacrilato (PEGDA) através de fotopolimerização. Os hidrogeles também podem ser preparados através de impregnação em suportes porosos hidrofóbicos para melhorar a resistência mecânica. Estas películas podem ser caracterizados por atenuada de Fourier de reflexão total transformar espectroscopia de infravermelho (ATR-FTIR) para determinar o grau de conversão dos grupos (met) acrilato, usando goniômetros de calorimetria de varrimento diferencial e hidrofilicidade (DSC) para dinâmica da cadeia de polímero. Nós também relatam protocolos para determinar a permeabilidade da água na filtração sem saídasistemas ção e o efeito de incrustações (albumina de soro bovino, BSA) no desempenho da membrana.
Introdução
Há uma grande necessidade de desenvolver tecnologias eficientes e de baixo custo de energia para produzir água limpa, a fim de atender à crescente demanda. Membranas poliméricas têm emergido como uma tecnologia de ponta para purificação de água, devido às suas vantagens inerentes, tais como a sua eficiência elevada de energia, baixo custo e simplicidade na operação 1. As membranas permitem que a água pura a permear através e rejeitar os contaminantes. No entanto, as membranas são frequentemente sujeitos a incrustações por contaminantes na água de alimentação, que podem ser adsorvidos sobre a superfície da membrana das suas interacções favoráve....
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Protocolo
1. Preparação do pré-polímero Soluções
- Preparação, utilizando água como um solvente
- Adicionar 10,00 g de água desionizada (DI) de água para um frasco de vidro com uma barra de agitação magnética.
- Medir 2,00 g de AMEB e transferi-lo para o frasco de vidro contendo água. Agita-se a solução durante 30 min, até o AMEB está completamente dissolvido.
- Num frasco separado, adicionar 20,00 g de PEGDA (Mn = 700 g / mol).
- Adicionar 20,0 mg de 1-hidroxiciclo-hexil fenil cetona (HCPK), um foto-iniciador, para a solução PEGDA. Deixe a solução agitar durante pelo menos 30 min.
- Usando uma pipeta ....
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Resultados
Filmes independentes preparadas com as soluções de pré-polímeros especificados nos passos 1.1 e 1.2 são referidos como S50 e S30, respectivamente. Informações detalhadas são apresentadas na Tabela 1. A solução de pré-polímero especificado no passo 1.2 foi também utilizado para fabricar membranas impregnados, que são denotados como IMS30. Uma vez que o suporte poroso é feito de polietileno hidrofóbica, somente a solução d.......
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Discussão
Nós demonstramos um método fácil para preparar filmes autoportante e membranas impregnadas com base em hidrogéis zwitteriónicos. O desaparecimento de três (met) picos característicos de acrilato (ou seja, 810, 1190, e 1,410 cm-1) no espectro de IV dos filmes de polímero obtidos e impregnado membrana (Figura 2) indica a boa conversão dos monómeros e agente reticulante 4, 19, 21. Além disso, a.......
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Divulgações
Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.
Agradecimentos
Reconhecemos com gratidão o apoio financeiro deste trabalho pelo Centro Coreano de P&D de Captura e Sequestro de Carbono (KCRC).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Diacrilato de poli(etilenoglicol) Mn = 700 (PEGDA) | Sigma Aldrich | 455008 | |
| 1-hidroxiciclohexil fenilcetona, 99% (HCPK) | Sigma Aldrich | 405612 | |
| 2-(metacrloiloxi)etil dimetil-(3-sulfopropil) hidróxido de amônio, 97% | Sigma Aldrich | 537284 | etanol agudamente tóxico |
| , 95% | Koptec, VWR International | V1101 | Decano Inflamável |
| , anidro, 99% | Sigma Aldrich | 457116 | |
| Solupor Membrane | Lydall | 7PO7D | |
| Micrometer | Starrett | 2900-6 | |
| ATR-FTIR | Vertex 70 | ||
| DSC: TA Q2000 | TA Instruments | ||
| Rame'-hart Goniômetro: Modelo 190 | Rame'-hart Instruments | ||
| Reticulador Ultravioleta: Produtos | Ultra-Violeta | UV | |
| Célula de permeação: Modelo UHP-43 | Advantec MFS | ||
| Água deionizada: Milli-Q Água | EMD Millipore |
Referências
- Qasim, M., Darwish, N. A., Sarp, S., Hilal, N. Water desalination by forward (direct) osmosis phenomenon: A comprehensive review. Desalination. , 47-69 (2015).
- Geise, G. M., et al. Water purification by membranes: The role of polymer science. J. Polym. Sci. Part B Polym. Phys. 48 (15), 1685-1718 (2010).
- Miller, D. J., Dreyer, D., Bielawski, C., Paul, D. R., Freeman, B. D.
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Reimpressões e permissões
