Влияние химической структуры концевых групп на свойства ультрафильтрационных мембран из полифениленсульфона
- Авторы: Матвеев Д.Н.1, Раева А.Ю.1, Жанситов А.А.1, Шахмурзова К.Т.1, Курданова Ж.И.1, Анохина Т.С.2, Хаширова С.Ю.1, Волков В.В.1, Борисов И.Л.1
-
Учреждения:
- Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова
- Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН
- Выпуск: Том 14, № 2 (2024)
- Страницы: 124-132
- Раздел: Статьи
- URL: https://vestnikugrasu.org/2218-1172/article/view/674244
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2218117224020067
- EDN: https://elibrary.ru/NWUOEG
- ID: 674244
Цитировать
Аннотация
Впервые для задачи получения высокопроизводительных ультрафильтрационных плоских мембран были синтезированы и исследованы полифениленсульфоны (ПФСФ) с хлорными и гидроксильными концевыми группами. Синтез ПФСФ проводили в диметилацетамиде при различном соотношении мономеров 4,4′-дигидроксидифенила и 4,4-дихлордифенилсульфона. Методами ЯМР, ГПХ и ДСК исследованы два образца с преимущественным содержанием гидроксильных (ПФСФ-ОН) и хлорных (ПФСФ-Cl) концевых групп. Были также определены числа осаждения растворов полимеров в N-метил-2-пироллидоне (НМП), механические свойства и гидрофильность полимерных материалов. Оба образца ПФСФ имеют значения прочности на разрыв на уровне 16 МПа. Методом осаждения в воде растворов ПФСФ в НМП с добавками ПЭГ-400 получены плоские пористые асимметричные мембраны с мезопористым (диаметр пор порядка 7 нм) тонким внешним слоем и пальцевидными макропорами в подложечном слое. Увеличение доли гидроксильных концевых групп повышает гидрофильность полимера. Это, в свою очередь, позволило получить плоские мембраны на основе ПФСФ-ОН с проницаемостью по воде 66.1 л/м2·ч⋅бар, что в 1.5 раза выше проницаемости мембраны ПФСФ-Cl. При этом обе мембраны демонстрируют коэффициент задерживания BlueDextran (Mw = 70 000 г моль–1) на уровне 99.9%.
Ключевые слова
Об авторах
Д. Н. Матвеев
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова
Автор, ответственный за переписку.
Email: dmatveev@ips.ac.ru
Россия, ул. Чернышевского, 173, Нальчик, 360004
А. Ю. Раева
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова
Email: dmatveev@ips.ac.ru
Россия, ул. Чернышевского, 173, Нальчик, 360004
А. А. Жанситов
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова
Email: dmatveev@ips.ac.ru
Россия, ул. Чернышевского, 173, Нальчик, 360004
К. Т. Шахмурзова
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова
Email: dmatveev@ips.ac.ru
Россия, ул. Чернышевского, 173, Нальчик, 360004
Ж. И. Курданова
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова
Email: dmatveev@ips.ac.ru
Россия, ул. Чернышевского, 173, Нальчик, 360004
Т. С. Анохина
Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН
Email: dmatveev@ips.ac.ru
Россия, Ленинский проспект, 29, Москва, 119991
С. Ю. Хаширова
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова
Email: dmatveev@ips.ac.ru
Россия, ул. Чернышевского, 173, Нальчик, 360004
В. В. Волков
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова
Email: dmatveev@ips.ac.ru
Россия, ул. Чернышевского, 173, Нальчик, 360004
И. Л. Борисов
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова
Email: dmatveev@ips.ac.ru
Россия, ул. Чернышевского, 173, Нальчик, 360004
Список литературы
- Praneet, K., James T., Sridha, S. // Chemical Engineering Journal. 2014. V. 248. P. 297-306.
- Darvishmanesh S., Jansen J.C., Tasselli F., Tocci E., Luis P., Degreve J., Drioli E1., Van der Bruggen B. // Journal of Membrane Science. 2011. V. 379. № 1–2. P. 60–68.
- Darvishmanesh S., Tasselli F., Jansen J. C., Tocci E., Bazzarelli F., Bernardo P., Luis P., Degreve J., Drioli E., Van der Bruggen B. // Journal of membrane science. 2011. V. 384. № 1–2. P. 89–96.
- Dizman C., Tasdelen M. A., Yagci Y. // Polymer International. 2013. V. 62. № 7. P. 991–1007.
- Ultrason® E, S, P (PESU, PSU, PPSU). URL: https://www.basf.com/cn/documents/en/chinaplas/UltrasonESPproductbrochureEN.pdf (Дата обращения: 27.10.2023).
- Nayak M. C., Isloor A. M., Moslehyani A., Ismail A.F. // Journal of the Taiwan Institute of Chemical engineers. 2017. V. 77. P. 293–301.
- Kiani S., Mousavi S. M., Shahtahmassebi N., Saljoughi E. // Desalination and Water Treatment. 2016. V. 57. №. 35. P. 16250–16259.
- Feng Y., Han G., Zhang L., Chen S. B., Chung T. S., Weber M., Staudt C., Maletzko C. // Polymer. 2016. V. 99. P. 72–82.
- Xiao S., Yu S., Yan L., Liu Y., Tan X. // Chinese Journal of Chemical Engineering. V. 25. № 4. P. 408–414.
- Hwang L. L., Chen J. C., Wey M. Y. // Desalination. 2013. V. 313. P. 166-175.
- Gronwald O., Frost I., Ulbricht M., KouchakiShalmani A., Panglisch S., Grünig L., Handge U., Abetz V., Heijnen M., Weber M. // Separation and Purification Technology. 2020. V. 250. P. 117107–117127.
- Moideen K, I., Isloor A.M., Ismail A.F., Obaid A., Fun H.K. // Desalination and Water Treatment. 2016. V. 57. № 42. P. 19810–19819.
- Yin Q., Zhang Q., Cui Z., Li W., Xing W. // Polymer. 2017. V. 124. P. 128–138.
- Arockiasamy D.L., Alhoshan M., Alam J., Muthumareeswaran M.R., Figoli A., Kumar S.A. // Separation and Purification Technology. 2017. V. 174. P. 529–543.
- Tang Y., Widjojo N., Shi G. M., Chung T. S., Weber M., Maletzko C. // Journal of membrane science. 2012. V. 415. P. 686-695.
- Jullok N., Van Hooghten R., Luis P., Volodin A., Van Haesendonck C., Vermant J., Van der Bruggen B. // Journal of Cleaner Production. 2016. V. 112. P. 4879–4889.
- Jullok N., Darvishmanesh S., Luis P., Van der Bruggen B. // Chemical engineering journal. 2011. V. 175. P. 306–315.
- Jullok N., Deforche T., Luis P., Van der Bruggen B. // Chemical engineering science. 2012. V. 78. P. 14–20.
- Fritzsche A.K., Murphy M.K., Cruse C.A., Malon R.F., Kesting R.E. // Gas Separation & Purification. 1989. V. 3. № 3. P. 106–116.
- Weng T. H., Tseng H. H., Wey M. Y. // International journal of hydrogen energy. 2008. V. 33. № 15. P. 4178–4182.
- Sani N. A. A., Lau W. J., Ismail A. F. // RSC Advances. 2015. V. 5. № 17. P. 13000–13010.
- Sani N. A. A., Lau W. J., Ismail A. F. // Journal of Polymer Engineering. 2014. V. 34. № 6. P. 489–500.
- Alsalhy Q. F., Ali J. M., Abbas A. A., Rashed A., Bruggen B. V. D., Balta S. // Desalination and Water Treatment. 2013. V. 51. № 31–33. P. 6070–6081.
- Luo L., Han G., Chung T. S., Weber M., Staudt C., Maletzko C. // Journal of Membrane Science. 2015. V. 476. P. 162–170.
- Plisko T., Karslyan Y., Bildyukevich A. // Materials. 2021. V. 14. № 19. P. 5740.
- Anokhina T., Raeva A., Sokolov S., Storchun A., Filatova M., Zhansitov A., Kurdanova Z., Shakhmurzova K.,Khashirova S., Borisov I. // Membranes. 2022. V. 12. №. 11 P. 1113.
- Борисов И.Л., Матвеев Д.Н., Анохина Т.С., Шахмурзова К.Т., Жанситов А.А., Слонов А.Л., Курданова Ж.И., Хаширова С.Ю., Волков В.В. // Мембраныимембранныетехнологии. 2023. Т. 13. № 3. С. 248–256.
- Matveev D., Raeva A., Borisov I., Vasilevsky V., Matveeva Y., Zhansitov A., Khashirova S., Volkov V. // Membranes. 2023. V. 13. № 4. P. 412.
Дополнительные файлы
