Влияние присутствия тетрагидрофурана в смешанном растворителе на разделительные свойства мембран из сополимера поли(акрилонитрил-со-метилакрилата)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В рамках работы были получены методом осаждения путем погружения (NIPS) ультрафильтрационные мембраны из сополимера поли(акрилонитрил-со-метилакрилата) с добавлением в формовочный раствор тетрагидрофурана (ТГФ). При исследовании термодинамического сродства между сополимером и ТГФ с помощью параметров растворимости Хансена было показано, что, хотя ТГФ является плохим растворителем, однако его возможно использовать в смесях с хорошими растворителями, такими как ДМСО и НМП. При исследовании влияния добавления ТГФ в формовочный раствор на его вязкость и свойства мембран показано, что увеличение содержания ТГФ в растворе приводило к уменьшению вязкости, среднего размера пор и проницаемости по толуолу и воде. Средний размер пор у мембраны, полученной с использованием смешанного растворителя N-метилпирролидон (НМП)/ТГФ составил 18.9 нм, а у мембраны, полученной с использованием смеси диметилсульфоксид (ДМСО)/ТГФ – 13.7 нм. При фильтрации нефти и растворов нефти в толуоле с концентрацией 10 и 100 г/л на первой из указанных мембран значения проницаемости разделяемой смеси в 1.3–3.6 раза были выше, чем у второй, а задерживание по асфальтенам обеих мембран при фильтрации нефти и раствора 100 г/л нефти в толуоле составила выше 95%. После фильтрации растворов нефти в толуоле промывка мембраны, полученной с использованием смешанного растворителя НМП/ТГФ позволила восстанавливать 76–99% потока чистого толуола и до 61% после фильтрации нефти без разбавления, что говорит о хорошей устойчивости мембраны к засорению. Исследование поверхности мембран до и после фильтрации с помощью ИК-спектроскопии показало, что засорение мембраны происходит алифатическими и ароматическими соединениями.

Об авторах

А. П. Небесская

Институт нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева

Автор, ответственный за переписку.
Email: nebesskaya@ips.ac.ru
Россия, Москва

Ю. В. Шворобей

Институт нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева

Email: nebesskaya@ips.ac.ru
Россия, Москва

А. В. Балынин

Институт нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева

Email: nebesskaya@ips.ac.ru
Россия, Москва

А. Ю. Канатьева

Институт нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева

Email: nebesskaya@ips.ac.ru
Россия, Москва

А. А. Юшкин

Институт нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева

Email: nebesskaya@ips.ac.ru
Россия, Москва

А. В. Волков

Институт нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева

Email: nebesskaya@ips.ac.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Kammakakam I., Lai Z. // Chemosphere. 2023. V. 316. P. 137669–137691.
  2. Chisca S., Musteata V.-E., Zhang W., Vasylevskyi S., Falca G., Abou-Hamad E., Emwas A.-H., Altunkaya M., Nunes S.P. // Science. 2022. V. 376. № 6597. P. 1105–1110.
  3. Shiohara A., Prieto-Simon B., Voelcker N.H. // Journal of Materials Chemistry B. 2021.V. 9. P. 2129–2154.
  4. Yadav D., Karki S., Ingole P.G. // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2022. V. 10. P. 108109.
  5. Chikkatti B.S., Sajjan A.M., Banapurmath N.R. // Materials Advances. 2023. V. 4. P. 6192–6198.
  6. Chikkatti B.S., Kanaki L.S., Sajjan A.M., Banapurmath N.R., Umarfarooq M.A., Hosmath R.S., Badruddin I.A., Arabi A.I.A., Kamangar S. // Polymers 2024. V. 16. P. 2184.
  7. Agboola O., Fayomi O.S.I., Ayodeji A., Ayeni A.O., Alagbe E.E., Sanni S.E., Okoro E.E., Moropeng L., Sadiku R., Kupolati K.W., Oni B.A. // Membranes 2021. V. 11. P. 139.
  8. Yong W.F., Zhang H. // Progress in Materials Science. 2021. V. 116. P. 100713.
  9. Grushevenko E.A., Borisov I.L., Volkov A.V. // Petroleum Chemistry. 2021. V. 61. P. 959–976.
  10. Golubev G.S., Volkov V.V., Borisov I.L., Volkov A.V. // Current Opinion in Chemical Engineering. 2022. V. 36. P. 100788.
  11. Olasupo A., Suah F.B.M. // Journal of Hazardous Materials. 2021. V. 406. P. 124317.
  12. Magomedov R.N., Pripakhaylo A.V., Maryutina T.A., Shamsullin A.I., Ainullov T.S. // Russian Journal of Applied Chemistry. 2019. V. 92. № 12. P. 1634–1648.
  13. Kutowy O., Guerin P., Tweddle T., Woods J. // Proc. 35th Can. Chem. Eng. Conf. 1985. V. 1. P. 241.
  14. Kutowy O., Tweddle T.A., Hazlett J.D. // Patent № US4814088A United States.
  15. Ramirez-Corredores M.M. The science and technology of unconventional oils: finding refining opportunities. Academic press. 2017. P. 41.
  16. Duong A., Chattopadhyaya G., Kwok W., Smith K. // Fuel. 1997. V. 76. № 9. P. 821.
  17. Юшкин А.А., Балынин А.В., Небесская А.П., Ефимов М.Н., Муратов Д.Г., Карпачева Г.П. // Мембраны И Мембранные Технологии. 2023. Т. 13. № 6. C. 521–534.
  18. Ashtari M., Ashrafizadeh S.N., Bayat M.// Journal of Petroleum Science and Engineering. 2012. V. 82–83. P. 44–49.
  19. Ching M.J.T.M., Pomerantz A.E., Andrews A.B., Dryden P., Schroeder R., Mullins O.C., Harrison C. // Energy & Fuels. 2010. V. 24. № 9. P. 5028.
  20. Yushkin A., Basko A., Balynin A., Efimov M., Lebedeva T., Ilyasova A., Pochivalov K., Volkov A. // Polymers. 2022. V. 14 P. 4603.
  21. Юшкин А.А., Балынин А.В., Небесская А.П., Ефимов М.Н., Бахтин Д.С., Баскаков С.А., Канатьева А.Ю. // Мембраны и мембранные технологии. 2023. V. 13. № 4. P. 331–344.
  22. Yushkin A.A., Balynin A.V., Nebesskaya A.P., Chernikova E.V., Muratov D.G., Efimov M.N., Karpacheva G.P. // Membranes. 2023. V. 13. № 9. P. 775.
  23. Rodriguez C., Sarrade S., Schrive L., Dresch-Bazile M., Paolucci D., Rios G.M. // Desalination. 2002. V. 144. № 1. P. 173–178.
  24. Mynin V.N., Smirnova E.B., Katsereva O.V., Komyagin E.A., Terpugov G.V., Smirnov V.N. // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2004. V. 40. № 5. P. 345–350.
  25. Song G.J., Seo Y.C., Pudasainee D., Kim I.T. // Waste Management. 2010. V. 30. № 7. P. 1230–1237.
  26. Sarrade S., Schrive L., Gourgouillon D., Rios G.M. // Application to used oil regeneration. Separation and Purification Technology. 2001. V. 25. № 1. P. 315–321.
  27. Федосов С.В., Маркелов А.В., Соколов А.В., Осадчий Ю.П. // Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 12. № 5. С. 341–350.
  28. Shi T.P., Hu Y.X., Xu Z.M., Su T., Wang R.A. // Industrial & engineering chemistry research. 1997. V. 36. № 9. P. 3988–3992.
  29. Cao Y., Yan F., Li J., Liang X., He B .// Desalination and Water Treatment. 2009. V. 11. № 1–3. P. 73–80.
  30. Rouzegari F., Sargolzaei J., Ramezanian N. // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. 2024. V. 46. P. 16897–16912.
  31. Widodo S., Khoiruddin K., Ariono D., Subagjo S., Wenten I.G. // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2020. V. 8. № 3. P. 103789.
  32. Zhu H., Chen K., Sun G., Zhao W., Jiang Q., Xiao C. // Journal of Water Process Engineering. 2023. V. 55. P. 104163.
  33. Nebesskaya A., Kanateva A., Borisov R., Yushkin A., Volkov V., Volkov A.// Polymers. 2024. № 16. P. 2910.
  34. Юшкин А.А., Балынин А.В., Нехаев А.И., Волков А.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2021. Т. 11. № 2. С. 155–162.
  35. Marbelia L., Mulier M., Vandamme D., Muylaert K., Szymczyk A., Vankelecom I.F. // Algal Research. 2016. V. 19. P. 128–137.
  36. Scharnagl N., Buschatz H. // Desalination. 2001. V. 139. № 1–3. P. 191–198.
  37. Lohokare H., Bhole Y., Taralkar S., Kharul U. // Desalination. 2011. V. 282. P. 46–53.
  38. Barbier J., Marques J., Caumette G., Merdrignac I., Bouyssiere B., Lobinski R., Lienemann C.-P. // Fuel Processing Technology. 2014. V. 119. P. 185–189.
  39. Marques J., Merdrignac I., Baudot A., Barré L., Guillaume D., Espinat D., Brunet S. // Oil & Gas Science and Technology-Revue de l’IFP. 2008. V. 63. № 1. P. 139.
  40. Moghadassi A.R., Bagheripour E., Hosseini S.M. // Journal of Applied Polymer Science. 2017. V. 134. № 26. P. 44993.
  41. Xu Y., Tognia M., Guo D., Shen L., Li R., Lin H. // Journal of Colloid and Interface Science. 2019. V. 546. P. 251–261.
  42. Yushkin A., Balynin A., Efimov M., Pochivalov K., Petrova I., Volkov A. // Membranes. 2022. V. 12. № 5. P. 523.
  43. Kim I.C., Yun H.G., Lee K.H. //Journal of Membrane Science. 2002. V. 199. № 1–2. P. 75–84.
  44. Xu Y., Tognia M., Guo D., Shen L., Li R., Lin H. // Journal of colloid and interface science. 2019. V. 546. P. 251–261.
  45. Barth C., Goncalves M.C., Pires A.T.N., Roeder J., Wolf B.A. // Journal of Membrane Science. 2000. V. 169. № 2. P. 287–299.
  46. Юшкин А.А., Балынин А.В., Нехаев А.И., Волков А.В. // Мембраны и Мембранные Технологии. 2021. Т. 11. № 2. C. 155–162.
  47. Saini B., Sinha M. K., Dey A. // Process Safety and Environmental Protection. 2022. V. 161. P. 684–702.
  48. Shenghui L., Jintuan Z., Haotian J., Zhou J. // Journal of Membrane Science. 2023. V. 687. P. 122051.
  49. Saini B., Khuntia S., Sinha M.K. // Journal of Membrane Science. 2019. V. 572. P. 184–197.
  50. Hansen C.M. Hansen Solubility Parameters: A User’s Handbook, 2nd ed.; CRC Press: New York, NY, USA, 2007.
  51. Апель П.Ю., Велизаров С., Волков А.В., Елисеева Т.В., Никоненко В.В., Паршина А.В., Письменская Н.Д., Попов К.И., Ярославцев А.Б. // Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 12. № 2. С. 81–106.
  52. Bellamy L. The Infra-Red Spectra of Complex Molecules; Springer Science & Business Media: Berlin/Heidelberg, Germany, 2013.
  53. Bao C., Yuan H., Huang F., Shi J., Hao R., Zhang Y., Chen X, Lu J. // Iranian Polymer Journal. 2023. V. 32. № 10. P. 1291–1306.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2024

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».