КИНЕТИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИОННЫХ МЕМБРАН ПРИ РАЗДЕЛЕНИИ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЛАУРИЛСУЛЬФАТ НАТРИЯ

  • Sergey I. Lazarev Тамбовский государственный технический университет
  • Yuri V. Golovin Тамбовский государственный технический университет
  • Irina V. Khorokhorina Тамбовский государственный технический университет
  • Sergey V. Kovalev Тамбовский государственный технический университет
  • Alexandr A. Levin Тамбовский государственный технический университет
Ключевые слова: изокинетические зоны, ультрафильтрационная мембрана, структура, удельный выходной поток

Аннотация

В работе представлен обобщенный анализ литературных данных по исследованию удельного выходного потока для различных типов пористых органических и неорганических мембран. Показано применение метода рентгеновского исследования образцов полупроницаемых ультрафильтрационных мембран на дифрактометре ДРОН-3 и удельного выходного потока на плоскокамерной ультрафильтрационной установке. В материалах работы приведены экспериментальные и теоретические данные исследования по изокинетическим зонам и структурным характеристикам полимерных полупроницаемых мембран в процессе ультрафильтрационного разделения технологических растворов, содержащих анионно-активные поверхностные вещества. Экспериментально подтверждено, что кинетические кривые по удельному выходному потоку от времени эксперимента имеют две изокинетические зоны. Первая зона, стадия ультрафильтрационного процесса протекает быстро, длится всего несколько минут – 7,8 мин и 13,05 мин, вторая зона более медленная, продолжительностью примерно 30 мин и 60 мин для ультрафильтрационных ацетатцеллюлозных мембран серии УАМ-100 и УАМ-50 соответственно. Выявленные изокинетические зоны различаются характеристическими временами, отличающимися на порядки, и, как следствие, итоговая кинетическая зависимость имеет экспоненциальный вид. Сравнительный анализ экспериментальных рентгенограмм позволяет отметить совпадение углов дифракции, но существенное перераспределение интенсивности рефлексов в воздушно-сухих и рабочих образцах полимерных ультрафильтрационных мембран в интервале углов рассеяния 2θ от 8° до 35°. Полученные экспериментальные данные и их сравнение с литературными указывают на однотипный набор усредненных дифракционных рефлексов при углах 2θ = 17°; 22°; 25° для обоих образцов мембран, что соотносится с кристаллическими рефлексами мембран, сформированными из полиамидных волокон (нейлон).

Литература

Yoon Y., Lueptow R.M. Removal of organic contaminants by RO and NF membranes. J. Membr. Sci. 2005. V. 261. Р. 76-86.

Venkata Z., Murthy P., Choudhary A. Separation and estimation of nanofiltration membrane transport parameters for cerium and neodymium. Rare metals. 2012. V. 31. N 5. Р. 500–506.

Balandina A.G., Khangil'din R.I., Ibragimov I.G., Martyasheva V.A. Development of membrane technologies and the possibility of their application for wastewater treatment of chemical and petrochemical enterprises. Elektron. Nauch. Zhurn. Neftegaz. Delo. 2015. N 5. P. 336-375 (in Russian).

Vasin S.I., Filippov A.N. Permeability of complex porous media. Kolloid. Zhurn. 2009. V. 71. N 1. P. 32-46 (in Russian).

Kumar S., Nandi B.K., Guria C., Mandal A. Oil removal from produced water by ultrafiltration using polysulfone membrane. Braz. J. Chem. Eng. 2017. V. 34. N 2. P. 583-596.

Karagündüz A., Dizge N. Investigation of membrane biofouling in cross-flow ultrafiltration of biological suspension. J. Membr. Sci. Technol. 2013. N 3. P. 120-125.

Kolzunova L.G., Greben' V.P., Karpenko M.A., Rodzik I.G. Membrane separation techniques and new membranes for these processes. Vestn. Dal'nevostoch. Otdeleniya RAN. 2009. N 2. P. 13-17 (in Russian).

Filippova T.S., Filippov A.N. A theoretical evaluation of the resource microfiltration membranes. Membrany Membr. Tekhnoli. 2013. V. 4. P. 308-313 (in Russian).

Abdelrasoul A., Doan H., Lohi A., Cheng Chil-Hung. Morphology сontrol of polysulfone membranes in filtration processes: a critical review. J. Chem. Bio. Eng. 2015. V. 2. N 1. P. 22-43.

Mel'nikova G. B., Zhavnerko G. K., Chizhik S. A. Structure and mechanical properties of ultrafiltration membranes modified by Langmuir-Blodgett films. Membrany Membr. Tekhnol. 2016. N 2. P. 144-152 (in Russian).

Membranes and filter elements. Vladipor [EHlektronnyj resurs]. URL: http://www.vladipor.ru/. data obrashcheniya: 18.03.19. (in Russian).

Lazarev S.I., Gorbachev A.S., Kuznetsov M.A. The influence of pressure, temperature and concentration for the reverse osmosis separation of an aqueous solution of sodium sulfanilate. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2005. V. 48. N 3. P. 127-129 (in Russian).

Lazarev S.I., Golovin Yu.M., Kovaleva O.A., Polyanskii K.K. Supramolecular formations and structural transformations in porous polyethersulfone/polyamide film materials. Protect. Metals and Phys. Chem. Surface. 2017. V. 53. N 5. Р. 812–818.

Khorokhorina I.V., Lazarev S.I., Golovin Yu.M., Arzamascev A.A. Studies of surface and drainage layers of ultrafiltration membranes by scanning electron microscopy. Vestn. Tekhnol. Un-ta. 2019. N 2. P. 126-130 (in Russian).

Lazarev S.I., Golovin YU.M., Kovalev S.V. The structural characteristics and the state of water in acetate cellulose membrane. Teor. Osnovy Khim. Tekhnoli. 2016. V. 50. N 3. P. 302–310 (in Russian).

Ioelovich M.Ya., Veveris G.P. Determination of the degree of crystallinity of cellulose by radiographic methods. Khim. Drevesiny. 1987. N 5. P. 75-80 (in Russian).

Igolinskaya N.M. X-ray diffraction analysis of polymers. Kemerovo. KuzGTU. 2008. 29 p. (in Russian).

Weidinger A., Hermans P.H. J. Macromol. Chem. Phys. 1961. V. 50. P. 98-115.

Stovbun S.V., Skoblin A.A. X-ray phase analysis of cellulose samples. Vestn. MGU. Ser. 3. Fizika. 2012. N 4. P. 3-12 (in Russian).

Опубликован
2019-10-29
Как цитировать
Lazarev, S. I., Golovin, Y. V., Khorokhorina, I. V., Kovalev, S. V., & Levin, A. A. (2019). КИНЕТИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИОННЫХ МЕМБРАН ПРИ РАЗДЕЛЕНИИ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЛАУРИЛСУЛЬФАТ НАТРИЯ. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 62(10), 89-95. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20196210.6031
Раздел
ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомол. соединений