Влияние вч плазменной обработки на характеристики полисульфонамидных мембран и интенсивность разделения водомасляных эмульсий
жүктеу/скачать 363.67 Kb. Pdf көрінісі
|
|
(а) (б) Рис. 3. Изображения капли дистиллированной воды с соответствующими значениями краевого угла смачивания ПСА мембраны: (а) исходной; (б) плазмообработанной. татов увеличение рассматриваемого параметра наблюдается при уменьшении выступов на поверхности фильтроэлемента, из чего следует, что шероховатость не является определяющим параметром при изменении смачиваемости в данном случае. С целью выявления изменения химического состава полимерной матрицы ПСА мембраны в результате плазмообработки при вышеназванных режимах методом нарушенного внутреннего полного отражения (МНВПО) с использованием ИК (инфракрасного) Фурье-спектрометра марки «ИнфраЛЮМ ФТ-08» получены спектры иссле- дуемых образцов мембран в интервале частот 600–4000 см -1 , представленные на рис. 4. Рис. 4. ИК-спектры исходной и плазмообработанной мембраны. В результате анализа данных ИК-спектрос- копии (рис. 4) для необработанной мембраны отмечены полосы поглощения, характерные для структурных фрагментов полисульфонамида. К последним относятся валентные колебания связи С-Н в группе СН 2 – 2887 и 2937 см -1 ; S=О валентные колебания, симметричные и асиммет- ричные – 1147 и 1319 см -1 соответственно. В группе арил-SО 2 -арил С-S валентные колебания резонируют при 1106 см -1 ; С-О валентные в группе С-О-С – при 1260 см -1 , N-H деформаци- онные – при 1526 см -1 , С-С валентные – при 835 см -1 , СН 2 маятниковые колебания – при 720 см -1 . Наибольшее различие полос поглощения рассматриваемых спектров в результате плазмо- обработки в среде аргона и азота ПСА мембраны – увеличение с 0,23 до 0,25 по Lg(1/R) – наблюдается в области 1040 см -1 , характерной для групп С-О валентного колеба- ния в -С-О-С- и –С-ОН, вследствие наличия которых происходит увеличение количества адсорбированной воды, регистрируемой в области широкой полосы 3316 см -1 . Методом рентгеноструктурного анализа с использованием дифрактометра марки «Rigaku Ultima IV» проведены измерения степени кристалличности исходной и модифицированной ПСА мембран, на основании которых выявлено отсутствие изменения степени кристалличности в результате плазмообработки исследуемых образцов, искомый показатель для обоих фильтроэлементов составил Y = 0,13. Таким образом, как и в случае шероховатости, рассмат- риваемый параметр также не влияет на увели- чение гидрофильности модифицированной мем- браны. Одним из методов определения размера пор мембран является проточная порометрия, осно- ванная на зависимости удельной производитель- ности от параметров пористости. На основании вышеизложенного, а также с целью обоснования практического применения плазменно-модифи- цированных фильтроэлементов, например для очистки сточных вод, содержащих эмульгиро- ванные нефтепродукты, проведены экспери- менты по разделению водомасляной эмульсии (ВМЭ) ПСА мембранами, обработанными в потоке высокочастотной емкостной низкотемпе- ратурной плазмы пониженного давления тлею- щего разряда. Эмульсия приготовлена на основе индустри- ального масла марки «И20-А» (дисперсная фаза) – 3% (по объему), стабилизи- рована ПАВ марки «Косинтол-242» – 0,3%. В качестве дисперсионной среды использована дистиллированная вода. Процесс разделения осуществлен с использо- ванием лабораторной установки мембранного модуля, выполненного в виде цилиндра высотой 150 мм с внутренним диаметром 47 мм, в нижней 70 части которого на подставке устанавливается мембрана, а сверху через крышку подается давление в виде сжатого воздуха, создаваемого компрессором. Разделяющая среда в количестве 50 см 3 заливается в лабораторную установку над поверхностью мембраны, одновременно с этим запускается перемешивающее магнитное устройство, создающее на поверхности фильтро- элемента тангенциальный поток «cross-flow». Модуль герметизируется системой зажимов, подается давление 2 атм (≈ 0,2 МПа), обусловли- вающее начало процесса разделения. Обработка плазмой осуществлялась в газовой среде аргона и азота в объемном соотношении 70:30 при следующих параметрах: напряжение на аноде (U a ) – 1,5; 3,5; 5,5 и 7,5 кВ; время плазмообработки (t) – 1,5; 4 и 7 мин. Данные параметры определены в ходе ранее проведенных исследований [10–14]. Прочие параметры аналогичны, как и в случае выше- представленных исследований поверхностных и структурных характеристик исходной и плазмо- обработанной ПСА мембран. Основными показателями мембранного жүктеу/скачать 363.67 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|