МІКРОФІЛЬТРАЦІЙНІ МЕМБРАНИ, МОДИФІКОВАНІ ГІДРАТОВАНИМ ДІОКСИДОМ ЦИРКОНІЮ, ЯКИЙ МІСТИТЬ ВУГЛЕЦЕВІ НАНОТОЧКИ

Abstract

Мета дослідження: Встановлення впливу модифікаторів - гідратованого діоксиду цирконію та його композиту із вуглецевими наноточками - на розділову здатність полімерних мембран (перенос іонів та закономірності фільтрування води і розчинів білків) для подальшого використання мембран із найкращими властивостями у процесах концентрування білкових компонентів із рідин біогенного походження. Методи дослідження: Сканувальна електронна мікроскопія (дослідження морфології мембран), гравіметричний (визначення вмісту ZrO2 у полімері), кондуктометрія (вміст солі у водних розчинах), потенціометрія (вимірювання мембранного потенціалу), спектрофотометричний (концентрація білку у пермеаті). Результати: Мікрофільтраційні мембрани (полівініліденфторидну та поліамідну) модифіковано гідратованим діоксидом цирконію, а також його композитом із вуглецевими наноточками, розмір яких становить 8–12 нм. Тестування мембран при фільтруванні води показало, що найменший гідродинамічний опір, який становить (0.48–3.77)´1012 м-1 виявляють полівініліденфторидні мембрани - як вихідна, так і модифіковані. При фільтруванні розчину бичачого сироваткового альбуміну показало, що найбільшою стійкістю до органічних забруднювачів та найвищою розділовою здатністю характеризується мембрана, модифікована композитом: при цьому затримується 100% білку. Цю мембрану використано для одержання білкового концентрату молочної сироватки. При цьому утворення осаду відбувається на її зовнішній поверхні. Для ідентифікації вуглецевих наноточок в інкорпорованому композиті запропоновано непрямий метод, який передбачає вимірювання мембранного потенціалу та вивчення дифузії солі (1,1-зарялного електроліту). Розраховано коефіцієнти дифузії іонів. У випадку полівініліденфторидних матеріалів, що містять одно- та двокомпонентний модифікатори, ці значення становлять відповідно 7´10-12 та 6´10-13 м2с-1 для іонів Na+. Отже, вуглецева складова зменшує коефіцієнти дифузії на порядок. Висновки: Введення до пор мікрофільтраційних мембран двокомпонентного модифікатору, що містить вуглецеві наноточки, дозволяє покращити затримуючу здатність мембран та підвищити їх стійкість до органічних забруднювачів. Мембрани можуть бути використані для переробки рідин біогенного походження.