Hình 3.22. Hệ số FRw của màng BW30 và các màng trùng hợp ghép với AA
Từ các kết quả thực nghiệm thu được có thể rút ra một số nhận xét sau: Quá trình trùng hợp ghép quang hóa AA lên bề mặt màng lọc polyamit BW30 đã làm thay đổi đặc tính bề mặt cũng như tính năng tách lọc của màng đối với axit humic trong môi trường nước. Bề mặt màng trở nên ưa nước hơn, độ thô nhám bề mặt màng giảm xuống so với màng ban đầu, tính năng tách lọc của màng được nâng lên với sự duy trì năng suất lọc cao hơn và khả năng phục hồi năng suất lọc tốt hơn so với màng khơng biến tính bề mặt.
Trong nghiên cứu này, khi so sánh đặc tính của các màng được trùng hợp ghép với PEG và với AA, có thể thấy trong cả hai trường hợp độ lưu giữ của các màng sau khi biến tính đều tương đương hoặc tăng lên so với màng nền ban đầu, trong đó độ lưu giữ RUV tăng nhẹ từ 93 lên 95-98%, độ lưu giữ RTOC tăng mạnh từ 63 lên khoảng trên 80%. Độ thấm nước và năng suất lọc trung bình của các màng trùng hợp ghép với AA tăng nhiều hơn so với màng trùng hợp ghép PEG. Tuy nhiên, mức độ duy trì năng suất lọc của màng trùng hợp ghép với PEG cao hơn so với màng trùng hợp ghép AA.
KẾT LUẬN
Sau khi tiến hành nghiên cứu một số điều kiện biến tính bề mặt màng lọc polyamit BW30 bằng phương pháp trùng hợp ghép quang hóa với poly(etylen)glycol và axit acrylic dưới bức xạ UV bằng phương pháp ngâm chìm, từ các kết quả thực nghiệm thu được có thể rút ra một số kết luận chính sau:
1. Đặc tính bề mặt màng PA thay đổi sau khi được trùng hợp ghép quang hóa với PEG và AA Phổ hồng ngoại phản xạ cho thấy sự xuất hiện và tăng cường của các nhóm chức như OH và C=O trên bề mặt màng sau khi trùng hợp ghép. Phép đo hiển vi lực nguyên tử cho thấy bề mặt màng trở nên trơn nhẵn hơn với các giá trị Ra và Rms giảm mạnh so với màng nền.
2. Bề mặt màng sau khi trùng hợp ghép ưa nước hơn với góc thấm ướt giảm mạnh sau khi trùng hợp ghép với PEG và AA. Độ thấm nước của màng sau khi trùng hợp ghép có thể tăng 20-25% (trùng hợp ghép với PEG) và tăng 15-20 % (trùng hợp ghép với AA) so với màng ban đầu.
3. Độ lưu giữ của màng với axit humic sau khi trùng hợp ghép cao hơn so với màng nền, đối với thành phần hữu cơ trọng lượng phân tử lớn độ lưu giữ (RUV) có thể tăng nhẹ từ 93 lên 95-98%, trong khi với thành phần hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp độ lưu giữ (RTOC) có thể tăng từ khoảng 60 lên trên 80%.
4. Năng suất lọc trung bình của các màng sau khi trùng hợp ghép bề mặt được nâng lên rõ rệt so với màng nền, có thể cao hơn 10-18% (với PEG) và 25-30% (với AA). Khả năng chống tắc của các màng sau khi trùng hợp ghép bề mặt cũng được cải thiện đáng kể, với độ giảm năng suất lọc chậm hơn và khả năng phục hồi năng suất lọc tốt hơn so với màng ban đầu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Ngơ Hồng Ánh Thu, Đỗ Đình Khải, Trần Thị Dung (2015), “Đánh giá một số chỉ tiêu tách lọc của màng polyamid BW30 sau khi trùng hợp ghép quang hóa bề mặt”,
Tạp chí Khoa học và Cơng nghệ Việt Nam, 1 (4), 12-17.
2. Ngô Hồng Ánh Thu, Đồn Thị Hịa, Trần Thị Dung (2015), “Các đặc tính của màng compozit BW30 trùng hợp ghép quang hóa với anhydrit maleic”, Tạp chí hóa
học, 53 (4e1), 113-116.
3. Trần Thị Dung, Ngô Hồng Ánh Thu, Cù Thị Vân Anh (2015), “Trùng hợp ghép quang hóa bề mặt màng lọc nano TW30”, Tạp chí Phân tích Hóa, Lý và Sinh học,
20 (1), 37-43.
Tiếng Anh
4. A.S. Al-Amoudli, R.W. Lovitt (2007), “Fouling strategies and the cleaning system of NF membranes and factors affecting cleaning efficiency”, J. Memb. Sci., (303), 4–28.
5. B. Dong, H. Jiang, S. Manolache, A.C. Lee Wong and F.S. Denes (2007),
“Plasma-mediated grafting of poly(ethylene glycol) on polyamide and polyester surfaces and evaluation of antifouling ability of modified substrates”, Langmuir
(23), 7306–7313.
6. Dattatray S.Wavhal, Ellen R.Fisher (2002), “Hydrophilic modification of polyethersulfone membranes by low temperature plasma-induced graft polymerization”, Journal of Membrane Science 209, pp. 255-269.
7. D.Emadzadeh, W.J.Lau, M.Rahbari-Sisakht, A.Daneshfar, M.Ghanbari, A.Mayahi, T.Matsuura, A.F.Ismail (2015), “A novel thin film nanocomposite reverse osmosis membrane with superior anti-organic fouling affinity for water desalination”, Desalination 368, pp. 106-113.
8. E.M. Vrijenhoek, S. Hong and M. Elimelech (2001), “Influence of membrane
surface proper-ties on initial rate of colloidal fouling of reverse osmosis and nanofiltration membranes”, J. Memb. Sci., (188), 115–128.
9. Escobar, I.C., Hoek, E.M., Gabelich, C.J., (2005), “Committee report: recent
advances and research needs in membrane fouling”, J. Am. Water Works Assoc.,
10. E.M. Van Wagner, A.C. Sagle, M.M. Sharma, Y-H. La, B.D. Freeman (2011),
“Surface modification of commercial polyamide desalination membranes using poly(ethylene glycol) diglycidyl ether to enhance membrane fouling resistance”, J.
Membr. Sci., (367), 273-287.
11. E.Bet-moushoul, Y.Mansourpanah, Kh.Farhadi, M.Tabatabaei (2016), “TiO2 nanocomposite based polymeric membranes: A review on performance improvement for various applications in chemical engineering processes”, Chemical
Engineering journal 283, pp. 29-46.
12. Elizabeth M.Van Wagner, Alyson C.Sagle, Mukul M.Sharma, Young-Hye La,
Benny D.Freeman (2011), “Surface modification of commercial polyamide desalination membranes using poly(ethylene glycol) diglycidyl ether to enhance membrane fouling resistance”, Journal of Membrane science 367, pp. 273-287
13. Figoli A., De Luca G., Longavita E., and Drioli E. (2007), “PEEKWC Capsules
Prepared by Phase Inversion Technique: A Morphological and Dimensional Study”, Separation Science and Technology, Vol. 42, 2809 – 2827.
14. Flemming, H.C. (1997), “Reverse osmosis membrane biofouling”, Exp.Therm. Fluid Sci., (14), 382-391.
15. Flemming H.C., Schaule G., Griebe T., Schmitt J. and Tamachkisrowwa A. (1997), “Biofouling – The Achilles heel of membrane processes”, Desalination,
(113), 215-225.
16. H. Yamagishi, J.V. Crivello and G. Belfort (1995), “Development of a novel photochemical technique for modifying poly(arylsulfone) ultrafiltration membranes”, J. Memb. Sci., (105), 237–248.
17. Hasson, D., Drak, A. and Semiat, R. (2001), “Inception of CaSO4 scaling on RO
membranes at various water recovery levels”, Desalination, (139), 73-81.
18. Hilal, N., Al-Khatib, L., Al-Zhoubi, H., Nigmatulin, R. (2005), “Atomic force microscopy study of membranes modified by surface grafting of cationic polyelectrolyte”, Desalination, (184), 45-55.
19. Hong, S. and Elimelech, M. (1997), “Chemical and physical aspects of natural
organic matter (NOM) fouling of nanofiltration membranes”, J. Membr. Sci., (132), 159-181
20. H.K.Shon, S.Phuntsho, D.S.Chaudhary, S.Vigneswaran, J.Cho (2013), “Nanofiltration for water and wastewater treatment-a mini review”, Drinking water Engineering and sciene 6, pp. 47-53.
21. I. Gancarz, J. Bryjak, M. Bryjak and G. Pozniak (2003), “Plasma modified
polymes as a sup-port for enzyme immobilization. 1. Allyl alcohol plasma”, Eur. Polym. J,. (39), 1615–1622.
22. J. Pieracca, J.V. Crivello, G. Belfort. (1999), “Photochemical modification of 10 kDa polyethersulfone ultrafiltration membranes for reduction of biofouling”, J. Membrane. Sci., (156), 223-24022.
23. Kato K. Uchida E., Kang E.T., Uyama Y. and Ikada Y. (2003) “Polymer surface
with graft chains”, Prog. Polym. Sci., (28), 209-259.
24. Kimura, K., Hane, Y., Watanabe, Y., Amy, G. and Ohkuma, N. (2004),
“Irreversible membrane fouling during ultrafiltration of surface water” Water Res.
(38), 3431-3441.
25. Killduff, J.E., Mattaraj, S., Pieracci, J.P. và Belfort (2000), “Photochemical modification of poly(ether sulfone) and sulfonated poly(sulfone) nanofiltration membranes for control of fouling by natural organic matter”, Desalination, (132),
133-142.
26. Mazrul N. Abu Seman, Mohamed, Khayet, and Nidal Hilal (2012), “Membrane
Modification: Technology and Applications: Development of Antifouling Properties and Performance of Nanofiltration Membranes by Interfacial Polymerization and Photografting Techniques”, CRC Press Taylor & Fracis Group, 119-153.
27. N. Hilal, L. Al-Khatib, B.P. Atkin, V. Kochkodan, N. Potapchenko (2003), “Photochemical modification of membrane surfaces for (bio)fouling reduction: a nano-scale study using AFM”, Desalination, (158), 65-72.
28. Pieracci J., Wood D.W., Crivello J.V. and Belfort G. (2000), “UV-assisted graft
polymerization of N-vinul-2-pyrrolidone onto poly(ether sulfone) ultrafiltration membranes: Comparison of dip versus immersion modification techniques”, Chem. Mater, (12), 2123-2133
29. Potts, D.E., Ahlert, R.C. and Wang, S.S. (1981), “A critical review of fouling of
reverse osmosis membranes” Desalination, (36), 235-264.
30. Ridgway H.F., Rigby M.G. and Argo D.G. (1984), “Adhesion of a
Mycobacterium sp. to cellulose diacetate membranes used in reverse osmosis” Appl.
31. Viatcheslav Freger*, Jack Gilson, Sofia Belfer (2002), “TFC polyamide membranes modified by grafting of hydrophilic polymer: an FT-IR/AFM/TEM study”, Journal of Membrane Science, (209), 283-292.
32. Van de Lisdonk, C.A.C., Van Paassen, J.A.M. and Schippers, J.C. (2000), “Monotoring scaling in nanofiltration and reverse osmosis membrane systems”,
Desalination, (132), 101-108.
33. Victor Kochkodan (2012), “Membrane Modification: Technology and Applications: Reduction of Membrane Fouling by Polymer Surface Modification”,
CRC Press Taylor & Fracis Group, 42-45.
34. Vrouwenvelder H.S., van Paasen J.A.M., Folmer H.C., Hofman J.A.M.H., Nederlof M.M. and van der Kooij D. (1998) “Biofouling of membranes for drinking water production”, Desalination, (118), 157-166
35. Yang B. and Yang W. (2003), “Photografting modification of PET nucleopore
membranes”, J. Macromol. Sci. A Pure Appl. Chem. A (40), 309-320.
36. Zhao B. and Brittain WW.J. (2000), “Polymer brushes: surface-immobilized
PHỤ LỤC: Bài báo
(Trích từ Tạp chí Phân tích Hóa, Lý và Sinh học- Tập 20, số 4/2015, trang 227-282)