Modification of polyvinylidene fluoride membranes with magnetite nanoparticles

Abstract

Зважаючи на хімічну стійкість та інертність полімера, полівініліденфлуоридні мембрани широко використовуються у процесах концентрування, розділення та фракціонування речовин різної хімічної природи. Через гідрофобність поверхні дані мембрани найбільш схильні до забруднення, що суттєво знижує термін їхньої експлуатації. Дана робота присвячена розробці методики модифікування поверхні полівініліденфлуоридних мембран водорозчинними полімерами, що містять аміногрупи: поліетиленіміном (ПЕІ) розгалуженої структури та поліаліламінгідрохлоридом лінійної структури. Перевагою та новизною даного методу є простота модифікації (в одну стадію) та використання дешевих і неагресивних реагентів. Прищеплений до поверхні мембран полімер був використаний як спейсер для іммобілізації наночастинок магнетиту. Магнітні наночастинки, закріплені на полімерному спейсері, при накладанні зовнішнього магнітного поля створюють коливання в дифузійному примембранному шарі та викликають додаткову турбулізацію. Модифікація мембран поліетиленіміном та поліаліламінгідрохлоридом підтверджена методом ІЧ-спектроскопії. Іммобілізація наночастинок магнетиту на мембранах підтверджена методом сканувальної електронної мікроскопії. Поверхневі властивості модифікованих мембран досліджені за допомогою електрокінетичного аналізу. Показано, що прищеплення розгалуженого спейсера ПЕІ вдвічі збільшує дзета-потенціал поверхні мембран у порівнянні з лінійним. Транспортні властивості магнітоактивних мембран вивчені у процесі ультрафільтрації розчинів БСА. Досліджена залежність об'ємного потоку через мембрани від прикладеного тиску при різних концентраціях білка. Показано, що іммобілізація наночастинок магнетиту на мембрані та їхній рух у примембранному шарі під впливом магнітного поля знижує ефект концентраційної поляризації.