 |
|||||||||
 |
2022, том 20, випуск 2 |
|
|||||||
|
|||||||||
Випуски/2022/том 20 /випуск 2 |
В. В. Гончарук, В. М. Огенко, Л. В. Дубровіна, О. А. Вишневський, І. В. Дубровін, І. М. Кручко
«Модифікування керамічних мембран піровуглецем з поліізоціанату та молока»
0525–0534 (2022)
PACS numbers: 36.20.Fz, 68.37.Hk, 68.55.jm, 81.05.Rm, 81.16.Rf, 81.20.Ym, 83.85.Rx
Проведено модифікування трубчастих керамічних мембран з глинистих мінералів. Мембрани модифікували піровуглецем, який одержували карбонізацією органополімерних композитів. Прекурсор карбонізації синтезували з поліізоціанату та водного розчину сухого молока, які вводили у мембрану просоченням. Вода реаґує з NCO-групами поліізоціанату з утворенням полісечовини. Молоко містить білки, жири та вуглеводи, функціональні групи яких реаґували з NCO-групами поліізоціанату. В результаті цих реакцій у порах немодифікованої мембрани утворився органополімерний композит. Крім того, для одержання металевого ніклю під час карбонізації використовували розчин хлориду Ніклю, яким також просочували вихідну мембрану. Карбонізацію проводили за 800°C в потоці арґону. Після модифікування відкрита пористість мембрани зменшилася з 29,9 до 27,0%, позірна густина зросла з 1,86 до 1,89 г/см3. Склад і структуру мембран вивчали за допомогою методів рентґенофазової аналізи та СЕМ. Показано, що модифікатором є піровуглець із включенням частинок металевого ніклю розміром від десятків до ≅300 нм. Піровуглець покриває поверхню пор суцільним шаром, а в їхньому об’ємі також утворюються частинки піровуглецю різної форми та розміром від декількох нм до декількох мікронів. Тестування модифікованих мембран проводили за очищенням води від барвника прямого яскраво-червоного та Ca2+ з хлориду Кальцію за допомогою баромембранного методу за робочого тиску у 0,7 МПа. Немодифікована мембрана взагалі не затримує барвник прямий яскраво-червоний і Ca2+. Випробування модифікованих мембран показали, що вони набувають ультрафільтраційних властивостей. Коефіцієнт утримання (R) для барвника прямого яскраво-червоного становить 100% і для Ca2+— 14,4%.
Keywords: керамічні мембрани, модифікування, поліізоціанат, молоко, піровуглець, очищення води.
References
1. M. T. Bryk and E. A. Tsapyuk, Ultrafiltratsiya [Ultrafiltration] (Kyiv: Naukova Dumka: 1989) (in Russian).2. S. F. Anis, R. Hashaikeh, and N. Hilal, J. Water Process Eng., 32: 100941 (2019); https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2019.100941
3. S. A. Aani, N. Tameem, T. N. Mustaf, and N. Hilal, J. Water Process Eng., 35: 101241 (2020); https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2020.101241
4. X. Ma, P. Chen, M. Zhou, Z. Zhong, F. Zhang, and W. Xing, Ind. Eng. Chem. Res., 56: 7070 (2017); https://doi.org/10.1021/acs.iecr.7b01440
5. N. Agoudjil, S. Kermadi, and A. Larbot, Desalination, 223, Nos. 1–3: 417 (2008); https://doi.org/10.1016/j.desal.2007.01.187
6. V. V. Goncharuk, D. D. Kucheruk, L. V. Dubrovina, O.A. Vyshnevsky, I. V. Dubrovin, and V. M. Ogenko, Ukr. Khіm. Zhurn., 85, No. 6: 97 (2019) (in Russian); https://doi.org/10.33609/0041-6045.85.6.2019.97-103
7. V. V. Goncharuk, V. M. Ogenko, D. D. Kucheruk, L. V. Dubrovina, T. Yu. Dulneva, and I. V. Dubrovin, J. Water Chem. Technol., 41, No. 4: 248 (2019); https://doi.org/10.3103/S1063455X19040076
8. A. T. Volochko, K. B. Podbolotov, and E. M. Dyatlova, Ogneupornyye i Tugoplavkie Keramicheskie Mmaterialy [Refractory and Refractory Ceramic Materials] (Minsk, Belаrus: Navuka: 2013) (in Russian).
9. V. V. Chesnokov, R. A. Buyanov, Russ. Chem. Rev., 69, No. 7: 675 (2000); https://doi.org/10.1070/RC2000v069n07ABEH000540
10. Yu. N. Sazanov and A. V. Gribanov, Karbonizatsiya Polimerov [Polymer Carbonation] (St. Petersburg: Nauchnyye Osnovy i Tekhnologii: 2013) (in Russian).
11. J. Saunders and K. Frish, Polyurethanes: Chemistry and Technology. P. I, Chemistry (New York–London: Interscience Publishers: 1962).
12. K. K. Gorbatova and P. I. Gunkova, Khimiya i Fizika Moloka i Molochnykh Produktov [Chemistry and Physics of Milk and Dairy Products] (St. Petersburg: GIORD: 2012) (in Russian).
13. V. O. Dymarchuk, V. M. Ogenko, O. V. Naboka, L. V. Dubrovina, Ya. V. Zaulychnyy, and O. Yu. Khyzhun, Dop. NAN Ukrayiny, 8: 83 (2008) (in Ukrainian)
 Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна ©2003—2022 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины. Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача |