Атты Республикалық ғылыми конференция материалдарының жинағы 4 сәуір 2022 жыл
жүктеу/скачать 12,12 Mb. Pdf көрінісі
|
collection-of-the-conference-chemistry
| Түйінді сөздер:
суды тазарту, мембраналық айдау, егу полимеризациясы, құрамында кремний фтор бар күштермен модификациясы 1. Введение При современном уровне развития сельского хозяйства с использованием интенсивных технологий роль пестицидов значительно возрастает. Широкое использование пестицидов приводит к загрязнению окружающей среды и негативно влияет на здоровье человека. Пестициды отрицательно влияют на окружающую среду, поверхностные и подземные воды, предназначенные для потребления. Ежедневное употребление зараженной пестицидами воды приводит к увеличению риска заболеваний центральной нервной системы, репродуктивной системы и сердечно-сосудистой системы [1]. В настоящее время известны различные методы очистки сточных вод от пестицидов, такие как коагуляция, химическое окисление, адсорбция углем, процесс озонирования. Мембранные технологии также являются эффективными методами водоподготовки, широко применяемыми в промышленности. Процессы нано- и ультрафильтрации, а также обратный осмос нашли свое применение при очистке питьевой воды от пестицидов. В последнее время изучается перспективный метод мембранной дистилляции (МД) в качестве очистки воды от пестицидов [2]. В МД могут использоваться различные типы полимеров, например, политетрафторэтилен (ПТФЭ), полиамид (ПА), полипропилен (ПП), полиэтилентерефталат (ПЭТФ) и другие. В последние годы наблюдается значительный интерес к использованию трековых мембран (TM) на основе ПЭТФ в МД. Пленки ПЭТФ обладают высокой термической и химической стойкостью, прозрачностью, высокой прочностью на растяжение [3]. В то же время для применения в МД мембраны на основе ПЭТФ требуют значительного расширения ее гидрофобных характеристик. Одним из эффективных методов гидрофобизации является прививочная полимеризация, в том числе плазменная, радиационная и фотоинициируемая прививочная полимеризация [4,5]. В данной работе для повышения гидрофобных свойств поверхности и внутренних стенок пор ПЭТФ ТМ использовали УФ-иницированную прививочную полимеризацию триэтоксивинилсилана (ТЭВС) с добавлением N-винилимидазола (ВИМ) и ковалентное связывание перфтордодецилтрихлорсилана (ПФДТС). 2. Экспериментальная часть 2.1. Получение трековых мембран 58 Трековые мембраны получали путем облучения ПЭТФ пленок толщиной 12 мкм ионами 84 Kr 15+ с энергией 1,75 МэВ/нуклон и плотностью пор 1·10 8 ион/см 2 на ускорителе ДЦ-60 (Астанинский филиал «Институт ядерной физики»). Затем образцы были фотосенсибилизированы в течение 30 мин с обеих сторон и химически обработаны в 2,2 М растворе NaOH при 85°С при определенном времени для получения мембран с различными диаметрами пор от 150 до 400 нм. 2.2. Модификация ПЭТФ ТМ методом УФ-инициированной прививочной полимеризацией триэтоксивинилсилана УФ-инициированную привовочную полимеризацию проводили в несколько стадий: сначала образцы ПЭТФ ТМ размером (10х15 см) промывали в воде и этаноле для удаления загрязнений с поверхности. Далее, образцы помещали в 5% раствор инициатора БФ в ДМФА на 24 ч. После этого, образцы были высушены, быстро промыты в этаноле и помещены в раствор ТЭВС в дихлорэтане в диапазоне концентрации 5-30%. К раствору также в качестве инициатора прививочной полимеризации добавляли ВИМ или АК в количестве 0,3-6,6%. Реакционную смесь продували аргоном для удаления растворенного кислорода. Прививочную полимеризацию проводили под УФ-лампой OSRAM Ultra Vitalux E27 (UVA - 315-400 нм - W = 13.6 В, UVB - 280-315 нм - W = 3.0 В) в течение 15-120 мин. 2.3. Модификация ПЭТФ ТМ ковалентным связыванием кремнийфторсодержащим мономером (ПФДТС) Образцы погружали в раствор ДХДМС в о- ксилоле в диапазоне концентрации (2- 20мМ) в течении 5-24ч. 2.4. УФ-спектрометрическое определение концентрации карбендазима Концентрацию карбендазима до и после МД анализировали с помощью УФ- спектроскопии, в соответствии с [6]. Сначала был приготовлен стандартный раствор карбендазима в диметилформамиде с концентрацией 100 мкг/мл. Затем в стеклянные пробирки объемом 10 мл были помещены серии аликвот объемом 10-60 мкг/мл. В каждую пробирку добавляли по 1 мл 0,2% раствора 2,2-бипиридина и 0,2% хлорида железа (III). Полученный раствор нагревали на глицериновой бане в течении 15 минут при температуре 100°С, затем вынимали и охлаждали в холодной воде. После охлаждения к раствору добавляли 2 мл 0,1н. ортофосфорной кислоты и доводили до 10 мл деионизированной водой. Результаты регистрировали на двухлучевом УФ-спектрофотометре Specord 200 Plus (Analytic Jena, Германия) с использованием кварцевых кювет. Полученный оранжевый раствор измеряли при 512 нм. Результаты были получены с использованием программного обеспечения WinASPECT PLUS. 2.5. Тестирование модифицированных мембран в очистке воды от соли методом мембранной дистилляции Гидрофобизированные ПЭТФ мембраны были протестированы в очистке воды от пестицидов (карбендазима) с концентрациями 5, 10, 20 мг/л по МД. Средняя производительность ПЭТФ-g-ПФДТС составила 214 г/м 2 ·ч, 142,85 г/м2·ч и 119 г/м2·ч при различных концентрациях карбендазима. Установлено, что концентрация карбендазима, измеренная методом УФ-спектроскопии, во всех отобранных пробах была ниже предела обнаружения (100 мкг/л). 59 Схема 1. Схема модификации поверхности ПЭТФ ТМ (а), производительность для модифицированных ПЭТФ ТМ-g-ПДФТС и ПЭТФ ТМ-g-ТЭВС (б) в очистки воды от пестицида (карбендазима) с различной концентрацией. 3. Заключение В этом исследовании была изучена возможность очистки воды от пестицидов (карбендазима) с помощью модифицированных ПЭТФ ТМ. Гидрофобизированные ПЭТФ ТМ были получены методом УФ-прививочной полимеризации ТЭВС и ковалентного связывани ПФДТС. Максимальная производительность пермеата 214 г/м 2 ·ч была достигнута при использовании ПЭТФ-g-ПФДТС. Концентрация карбендазима в растворе пермеата было ниже предела обнаружения (менее 100 мкг/л). Таким образом, такие способы гидрофобизации мембран может использоваться в процессе МД для очистки воды от пестицидов. Данное исследование профинансировано Министерством Науки и Образования, (грант No AP05132110) жүктеу/скачать 12,12 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|