IR-Spectroscopic Investigations of Adsorbed Water and Structural Changes in Hydrophobic and Hydrophilic Microfiltration Membranes

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

In this work, the effects of adsorbed water on the structural evolution in the PVDF layer of composite hydrophobic MFFC-3 and hydrophilic MFFC-3G membranes were studied using ATR IR spectroscopy. It has been found that adsorbed water molecules initiate the conformational rearrangement of PVDF polymer molecules in the hydrophilic membrane layer, while the conformation of PVDF polymer molecules in the hydrophobic membrane layer does not change. The deconvolution of the absorption bands of the stretching vibrations of OH groups was carried out using four Gaussians. Based on the frequencies of the Gaussian peaks, the energy was calculated and the hydrogen bonds of adsorbed water were classified. It is shown that the structure of adsorbed water with hydrogen bond energies EOH = 42.8, 35.7, 17.9, and 14 kJ/mol are “clusters” with three or four hydrogen bonds. Energy values EOH = 17.9, 10.6, 16.8, and 14 kJ/mol correspond to OH bonds of dimeric and monomeric water molecules. It is concluded that the structure of adsorbed water in the PVDF layer can be characterized by a mixed model of hydrogen bonds, consisting of monomeric, dimeric molecules, and associated clusters with hydrogen bond energies from 10.6 to 42.8 kJ/mol. A comparative analysis of the ATR IR spectra of water-saturated samples indicates that the adsorbed water molecules in the PVDF “polymer–water” interfacial space of the hydrophobic membrane do not form a layer of bound water, while, in the hydrophilic membrane, water enters the structure of molecules, forming a layer of bound water.

作者简介

S. Lazarev

Tambov State Technical University, 392000, Tambov, Russia

Email: kdn1979dom@mail.ru
Россия, 392000, Тамбов, Советская, 106

Yu. Golovin

Tambov State Technical University, 392000, Tambov, Russia

Email: kdn1979dom@mail.ru
Россия, 392000, Тамбов, Советская, 106

D. Konovalov

Tambov State Technical University, 392000, Tambov, Russia

Email: kdn1979dom@mail.ru
Россия, 392000, Тамбов, Советская, 106

E. Yanovskaya

Pirogiva Russian National Research Medical University, 117997, Moscow, Russia

Email: kdn1979dom@mail.ru
Россия, 117997, Москва, Островитянова, 1

D Rodionov

Tambov State Technical University, 392000, Tambov, Russia

编辑信件的主要联系方式.
Email: kdn1979dom@mail.ru
Россия, 392000, Тамбов, Советская, 106

参考

  1. Сейтжанова М.А., Яшник С.А., Исмагилов З.Р. и др. // Химия в интересах устойчивого развития. 2020. Т. 28. № 5. С. 494. https://doi.org/10.15372/KhUR20202550
  2. Абдуллин И.Ш., Ибрагимов Р.Г., Зайцева О.В. и др. // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. № 21. С. 168.
  3. Тринеева О.В., Рудая М.А., Гудкова А.А. и др. // Вестник ВГУ, серия: Химия. Биология. Фармация. 2018. № 4. С. 187.
  4. Федотова А.В., Шайхиев И.Г., Дряхлов В.О. и др. // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2016. № 5. С. 16.
  5. Васильева В.И., Голева Е.А., Селеменев В.Ф. и др. // Журн. физической химии. 2019. Т. 93. № 3. С. 428.
  6. Уррам, Салем Р., Гаффар А. и др. // Электрохимия. 2020. Т. 56. № 7. С. 639. https://doi.org/10.31857/S0424857020060092
  7. Котов В.В., Нетесова Г.А., Перегончая О.В. и др. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2010. Т. 10. Вып. 2. С. 208.
  8. Шиповская А.Б. Фазовый анализ систем эфир целлюлозы-мезофазогенный растворитель. Автореф. дис. … докт. техн. наук. С.: Ин-т, 2009. 41 с.
  9. Shiryaeva R.N., Kudasheva F.H., Shafigullina D.I. // Chemistry. 2015. № 3(34). P. 20.
  10. Davydova O.K., Deryabin D.G., Registan G.I. // Microbiology. 2007. V. 76. P. 266.
  11. Владипор: сайт ЗАО НТЦ Владипор. [Электронный ресурс]. URL: http://www.vladipor.ru/catalog/show/ (дата обращения: 07.02.2022).
  12. Кочервинский В.В. // Успехи химии. 1996. Т. 65. № 10. С. 936.
  13. Medeiros K.A.R., Rangel E.Q., Sant’anna A.R. et al. // Oil & Gas Science and Technology – Rev. IFP Energies nouvelles. Institut Français du Pétrole (IFP). 2018. V. 73. P. 48. https://doi.org/10.2516/ogst/2018058
  14. Cai X., Lei T., Sun D. et al. // RSC Adv. 2017. V. 7. P. 15382. https://doi.org/10.1039/c7ra01267e
  15. Мавринская Н.А., Лесин Л.А., Баумгартен М. и др. // Вестник ЮУрГУ. 2008. № 7. С. 80.
  16. Живулин В.Е., Жеребцов Д.А., Песин Л.А. // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329. № 8. С. 80.
  17. Li Q., Zhao J., He B. et al. // APL Materials. 2021. V. 9. P. 010902. https://doi.org/10.1063/5.0035539
  18. Ким К.Дж., Рейнольдс Н.М., Хсу С.Л. // Макромолекулы. 1989. № 22. С. 4395.
  19. Водородная связь / под ред. Соколова Н.Д. М.: Наука, 1981. 288 с.
  20. Юхневич Г.В. Инфракрасная спектроскопия воды. Москва: Наука, 1973. 196 с.
  21. Chaplin M. WATER. 2009. V. 1. P. 1.
  22. Popescu C.M., Singurel G., Popescu M.C. et al. // Carbohydr. Polym. 2009. V. 77. P. 851.
  23. Лазарев С.И., Головин Ю.М., Ковалев С.В. и др. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2021. Т. 57. № 5. С. 534.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2.

下载 (165KB)
3.

下载 (185KB)

版权所有 © С.И. Лазарев, Ю.М. Головин, Д.Н. Коновалов, Э.Ю. Яновская, Д.А. Родионов, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».