Модифікування полісульфонових мембран магнітними наночастинками
Loading...
Date
2016
Authors
Коновалова, Вікторія
Побігай, Ганна
Іваненко, О.
Царик, С.
Бурбан, Анатолій
Перхун, П.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Розроблено метод іммобілізації магнітних наночастинок на полімерних полісульфонових
мембранах з метою зниження їх забруднення та концентраційної поляризації. Наночастинки Fe3O4,
функціоналізовані аміногрупами, закріплювалися на мембрані за допомогою гнучкого спейсера
поліетиленіміну та поліпропілендигліцидилетеру, що дозволяє їм рухатися при прикладанні
магнітного поля та інтенсифікувати турбулізацію в примембранному шарі. Отримані
магнітоактивні мембрани досліджували в процесі ультрафільтрації водних розчинів БСА. Показано,
що ультрафільтрація ПЕГ на магнітоактивних мембранах характеризується вищими потоками
в порівнянні з контрольними мембранами та вдвічі більшим коефіцієнтом масоперенесення, що для
БСА становить 1,23∙10-5 м/с.
Description
Surface modification is an effective way to reduce membrane fouling. Mainly, the modification is
based on forming of the hydrophilic layer by the polymer chains or hydrophilic nanomaterials on the
membrane surface. This work develops the method of magnetic nanoparticles immobilization on
polymer polysulfone membrane to reduce their fouling and concentration polarization. Fe3O4
nanoparticles were functionalized by amino groups and fixed on the membrane surface by the flexible
spacer polyethyleneimine and poly(propylene glycol) diglycidyl ether, allowing them to move in the
magnetic field. The movement of nanoparticles in the boundary layer intensifies turbulence near the
membrane surface. The size of nanoparticles was 10–20 nm, which was confirmed by the transmission
electron microscopy. Scanning electron microscopy was used for identification of magnetite
nanoparticles on the surface of polysulfone membrane.
The resulting magnetic active membrane was investigated in the ultrafiltration of aqueous solutions
of bovine serum albumin (BSA). Permeate flux of ultrafiltration of BSA water solutions of various
concentrations through the modified control membrane and membrane with immobilized magnetite was
studied. It is shown that ultrafiltration of BSA on magneto-active membrane is accompanied by higher
flows in comparison with control membranes and is characterized by doubled mass transfer coefficient of
1.23∙10-5 m/s for BSA. The movement of magnetic nanoparticles on the membrane surface creates
additional turbulence in the boundary layer that reduces concentration polarization.
Keywords
магнітоактивні мембрани, полісульфонові мембрани, магнітні наночастинки, модифікування мембран
Citation
Модифікування полісульфонових мембран магнітними наночастинками / Коновалова В. В., Побігай Г. А., Іваненко О. І., Царик С. М., Бурбан А. Ф., Перхун П. І. // Наукові записки НаУКМА. - 2016. - Т. 183 : Хімічні науки і технології. - С. 3-7.