Изменение структурных характеристик и состояния воды в композиционных полисульфоновых и полиэфирсульфоновых мембранах

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

В работе представлены результаты интерпретации и анализа ИК-НПВО спектров композиционных ультрафильтрационных (УФ) мембран из полисульфона (ПС) и полиэфирсульфона (ПЭС) в воздушносухом и водонасыщенном состояниях с целью оценки структурных изменений активного слоя, вызванных статическим и динамическим водонасыщением. Сравнительный анализ ИК-спектров воздушносухого и водонасыщенного образцов установил, что в области скелетных колебаний частоты полос поглощения функциональных групп ПС и ПЭС не происходит смещений. Это позволяет утверждать о стабильности химической структуры матрицы активного слоя мембран данного типа. Проявление в ИК-НПВО спектрах УФ мембран воздушносухого состояния широкой полосы поглощения при ~3305 см–1 предполагает наличие в активном слое ПС и ПЭС суперпозиции различных OH--групп, участвующих в образованиях N-мерных водородных связей.

Относительные изменения формы и интенсивности полосы с высокочастотной стороны спектра для водонасыщенных образцов скрывают перераспределение водородных связей адсорбированной воды и ОН- – группами полиэтиленглиголя (ПЭГ), и позволяют предположить, что структура воды в поровом пространстве активного слоя мембраны существенно меняется, демонстрируя увеличение слабосвязанной “жидкой воды”. Уменьшение количества молекул ПЭГ является регулярным, вероятнее всего, при значительной гидратации молекул ПЭГ в адсорбированной воде и свидетельствует о частичном вымывании (выщелачивании), но не полном исчезновении.

全文:

受限制的访问

作者简介

С. Лазарев

Тамбовский государственный технический университет

编辑信件的主要联系方式.
Email: lazarev.sergey.1962@mail.ru
俄罗斯联邦, Советская, 106, Тамбов, 392000

Ю. Головин

Тамбовский государственный технический университет

Email: lazarev.sergey.1962@mail.ru
俄罗斯联邦, Советская, 106, Тамбов, 392000

Э. Яновская

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: lazarev.sergey.1962@mail.ru
俄罗斯联邦, Островитянова, 1, Москва, 117997

О. Долгова

Тамбовский государственный технический университет

Email: lazarev.sergey.1962@mail.ru
俄罗斯联邦, Советская, 106, Тамбов, 392000

И. Хорохорина

Тамбовский государственный технический университет

Email: lazarev.sergey.1962@mail.ru
俄罗斯联邦, Советская, 106, Тамбов, 392000

参考

  1. Nazif A., Karkhanechi H., Saljoughi E. at el. // Journal of Water Process Engineering. 2022. V. 47. 102706. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2022.102706
  2. Liu Y., Wang J. // J. Membr. Sci. 2020. V. 596. P. 1016. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2019.117591
  3. Harris J.E. // Polysulfone. Engineering Thermoplastics. CRC Press. 2020.
  4. Kheirieh S., Asghari M., Afsari M. // Reviews in Chemical Engineering. 2018. V. 34. № 5 . P. 657. doi: 10.1515/revce-2017-0011
  5. Serbanescu O.S., Voicu S.I., Thakur V.K. // Materials today chemistry. 2020. V. 17. 100302. https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2020.100302
  6. Abdel-Karim A., Leaper S., Alberto M. et al. // Chemical Engineering Journal. 2018. V. 334. Р. 789. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.10.069
  7. Лазарев С.И., Хорохорина И.В., Филимонова О.С. и др. // Вестник технологического университета. 2024. Т.27. №7. С. 62.
  8. Ma Y., Shi F., Ma J. // Desalination. 2011. V. 272. №1–3. Р. 51. doi: 10.1016/j.desal.2010.12.054
  9. Zhu J., Liao J., Jin W. et al. // Reactive and Functional Polymers. 2019. № 138. Р.104. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2019.02.006
  10. Yu S., Zhua J., Liao J. et al. // Separation and Purification Technology. 2021. V. 257. 117874. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.117874
  11. Belfer S., Fainchtain R., Purinson Y. et al. // Journal of Membrane Science. 2000. V. 172. P. 113–124. https://doi.org/10.1016/S0376-7388(00)00316-1
  12. Sinha M.K., Purkait M.K. // Journal of Membrane Science. 2013. V. 437 P. 7. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2013.03.003
  13. Лазарев С.И., Головин Ю.М., Хорохорина И.В. и др. // Исследования поверхностного ацетатцеллюлозного слоя в композиционных мембранах методом колебательной спектроскопии. Химическая физика. 2020. Т. 39. № 9. С. 80. doi: 10.31857/S0207401X20090071
  14. Drzewinski M.A. // Properties of sulfonated polysulfone ionomers. Amherst: University of Massachusetts. 1982. https://doi.org/https://doi.org/10.7275/ahx7-wp52
  15. Naim R., Ismail A.F., Saidi H. et al. // Reg. Symp. on Membrane Science Technology. 2004. № 1. P. 21.
  16. Snyder G., Liang G.L., Strauss H.L. et al. // Biophysical Journal. 1996. V. 71. Р. 3186. https://doi.org/10.1016/S0006-3495(96)79512-7
  17. Varga Z., Mihály J., Berényi S. et al. // Eur. Polym. 2013. V. 49. № 9. P. 2415. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2013.02.025
  18. Rozenberg M., Loewenschuss A., Marcus Y. // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 1998. V. 54. № 12. P. 1819. https://doi.org/10.1016/S1386-1425(98)00062-6
  19. Reddy Polu A., Kumar R. // E-Journal of Chemistry. 2011. V. 8. P. 347. https://doi.org/10.1155/2011/628790
  20. DuChanois R.M., Porter C.J., Violet C.E. et al. // Advanced Materials. 2021. V. 33. № 38. P. 2101312. https://doi.org/10.1002/adma.202101312
  21. Kataoka T., Kidowaki M., Zhao C. et al.// The J. of Physical Chemistry B. 2006. V. 48. № 110. P. 24377. https://doi.org/10.1021/jp0649246
  22. Луговской A.A., Поплавский Ю.Л., Сердюков В.И. и др. // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24. № 5. С. 418.
  23. Abou-Alkheer M.M., Oraby H., El-Hefnawy M. et al. // Sciences. 2015. № 5. Р. 58.
  24. Салахов М.Х., Камалова Д.И., Харинцев С.С. // Ученые записки Казанского государственного университета. Сер.: Физ.-мат. науки. 2005. Т. 147. № 2. С. 116.
  25. Пейнтер П., Коулмен М., Кениг Дж. / Теория колебательной спектроскопии. Приложение к полимерным материалам. М. : Мир. 1986. 580 с.
  26. Лазарев С.И., Головин Ю.М., Родионов Д.А. // Журнал физической химии. 2021. Т. 95. № 10. С. 1578.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Copies of IR-ATR spectra of UV PS membrane samples in 2 spectral regions from 500 cm–1 to 1750 cm–1 and from 2750 cm–1 to 3750 cm–1. (samples: a – air-dry (non-working), b – water-saturated, c – working)

下载 (26KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Diagram of the reduced peak intensities of the absorption bands at 2853 cm–1, 1645 cm–1, 3550 cm–1 for UV PS membrane samples (samples: a – air-dry (non-working), b – water-saturated, c – working)

下载 (13KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Copies of IR-ATR spectra of UV PES membrane samples in 2 spectral regions from 500 cm–1 to 1750 cm–1 and from 2750 cm–1 to 3750 cm–1 (samples: a – air-dry (non-working), b – water-saturated, c – working)

下载 (29KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Diagram of the reduced peak intensities of the absorption bands at 2854 cm–1, 1653 cm–1, 3550 cm–1 for samples of the UV PES membrane (samples: a – air-dry (non-working), b – water-saturated, c – working)

下载 (12KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Micrograph and three-dimensional graph of the polymer drainage layer of the polysulfone membrane: a – dry sample; b – working sample

下载 (46KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Micrograph and 3D graph of the polymer drainage layer of the polyethersulfone membrane: a – dry sample; b – working sample

下载 (39KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024