Влияние присутствия тетрагидрофурана в смешанном растворителе на разделительные свойства мембран из сополимера поли(акрилонитрил-со-метилакрилата)
- Авторы: Небесская А.П.1, Шворобей Ю.В.1, Балынин А.В.1, Канатьева А.Ю.1, Юшкин А.А.1, Волков А.В.1
-
Учреждения:
- Институт нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева
- Выпуск: Том 14, № 6 (2024)
- Страницы: 472-483
- Раздел: Статьи
- URL: https://archivog.com/2218-1172/article/view/684834
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2218117224060046
- EDN: https://elibrary.ru/MBDKZC
- ID: 684834
Цитировать
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.
Ключевые слова
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
- Kammakakam I., Lai Z. // Chemosphere. 2023. V. 316. P. 137669–137691.
- 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.
- Shiohara A., Prieto-Simon B., Voelcker N.H. // Journal of Materials Chemistry B. 2021.V. 9. P. 2129–2154.
- Yadav D., Karki S., Ingole P.G. // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2022. V. 10. P. 108109.
- Chikkatti B.S., Sajjan A.M., Banapurmath N.R. // Materials Advances. 2023. V. 4. P. 6192–6198.
- 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.
- 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.
- Yong W.F., Zhang H. // Progress in Materials Science. 2021. V. 116. P. 100713.
- Grushevenko E.A., Borisov I.L., Volkov A.V. // Petroleum Chemistry. 2021. V. 61. P. 959–976.
- Golubev G.S., Volkov V.V., Borisov I.L., Volkov A.V. // Current Opinion in Chemical Engineering. 2022. V. 36. P. 100788.
- Olasupo A., Suah F.B.M. // Journal of Hazardous Materials. 2021. V. 406. P. 124317.
- 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.
- Kutowy O., Guerin P., Tweddle T., Woods J. // Proc. 35th Can. Chem. Eng. Conf. 1985. V. 1. P. 241.
- Kutowy O., Tweddle T.A., Hazlett J.D. // Patent № US4814088A United States.
- Ramirez-Corredores M.M. The science and technology of unconventional oils: finding refining opportunities. Academic press. 2017. P. 41.
- Duong A., Chattopadhyaya G., Kwok W., Smith K. // Fuel. 1997. V. 76. № 9. P. 821.
- 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.
- Ashtari M., Ashrafizadeh S.N., Bayat M.// Journal of Petroleum Science and Engineering. 2012. V. 82–83. P. 44–49.
- 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.
- Yushkin A., Basko A., Balynin A., Efimov M., Lebedeva T., Ilyasova A., Pochivalov K., Volkov A. // Polymers. 2022. V. 14 P. 4603.
- 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.
- 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.
- Rodriguez C., Sarrade S., Schrive L., Dresch-Bazile M., Paolucci D., Rios G.M. // Desalination. 2002. V. 144. № 1. P. 173–178.
- 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.
- Song G.J., Seo Y.C., Pudasainee D., Kim I.T. // Waste Management. 2010. V. 30. № 7. P. 1230–1237.
- 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.
- Федосов С.В., Маркелов А.В., Соколов А.В., Осадчий Ю.П. // Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 12. № 5. С. 341–350.
- 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.
- Cao Y., Yan F., Li J., Liang X., He B .// Desalination and Water Treatment. 2009. V. 11. № 1–3. P. 73–80.
- Rouzegari F., Sargolzaei J., Ramezanian N. // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. 2024. V. 46. P. 16897–16912.
- Widodo S., Khoiruddin K., Ariono D., Subagjo S., Wenten I.G. // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2020. V. 8. № 3. P. 103789.
- Zhu H., Chen K., Sun G., Zhao W., Jiang Q., Xiao C. // Journal of Water Process Engineering. 2023. V. 55. P. 104163.
- Nebesskaya A., Kanateva A., Borisov R., Yushkin A., Volkov V., Volkov A.// Polymers. 2024. № 16. P. 2910.
- Юшкин А.А., Балынин А.В., Нехаев А.И., Волков А.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2021. Т. 11. № 2. С. 155–162.
- Marbelia L., Mulier M., Vandamme D., Muylaert K., Szymczyk A., Vankelecom I.F. // Algal Research. 2016. V. 19. P. 128–137.
- Scharnagl N., Buschatz H. // Desalination. 2001. V. 139. № 1–3. P. 191–198.
- Lohokare H., Bhole Y., Taralkar S., Kharul U. // Desalination. 2011. V. 282. P. 46–53.
- Barbier J., Marques J., Caumette G., Merdrignac I., Bouyssiere B., Lobinski R., Lienemann C.-P. // Fuel Processing Technology. 2014. V. 119. P. 185–189.
- 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.
- Moghadassi A.R., Bagheripour E., Hosseini S.M. // Journal of Applied Polymer Science. 2017. V. 134. № 26. P. 44993.
- Xu Y., Tognia M., Guo D., Shen L., Li R., Lin H. // Journal of Colloid and Interface Science. 2019. V. 546. P. 251–261.
- Yushkin A., Balynin A., Efimov M., Pochivalov K., Petrova I., Volkov A. // Membranes. 2022. V. 12. № 5. P. 523.
- Kim I.C., Yun H.G., Lee K.H. //Journal of Membrane Science. 2002. V. 199. № 1–2. P. 75–84.
- Xu Y., Tognia M., Guo D., Shen L., Li R., Lin H. // Journal of colloid and interface science. 2019. V. 546. P. 251–261.
- 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.
- Юшкин А.А., Балынин А.В., Нехаев А.И., Волков А.В. // Мембраны и Мембранные Технологии. 2021. Т. 11. № 2. C. 155–162.
- Saini B., Sinha M. K., Dey A. // Process Safety and Environmental Protection. 2022. V. 161. P. 684–702.
- Shenghui L., Jintuan Z., Haotian J., Zhou J. // Journal of Membrane Science. 2023. V. 687. P. 122051.
- Saini B., Khuntia S., Sinha M.K. // Journal of Membrane Science. 2019. V. 572. P. 184–197.
- Hansen C.M. Hansen Solubility Parameters: A User’s Handbook, 2nd ed.; CRC Press: New York, NY, USA, 2007.
- 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.
- Bellamy L. The Infra-Red Spectra of Complex Molecules; Springer Science & Business Media: Berlin/Heidelberg, Germany, 2013.
- 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
