Influence of the chemical structure of terminal groups on the properties of ultrafiltration membranes from polyphenylene sulphone

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

For the first time, for the problem of high-performance ultrafiltration flat-sheet membranes casting, polyphenylene sulfones (PPSF) with chlorine and hydroxyl terminal groups were synthesized and studied. The synthesis of PPSF was carried out in dimethylacetamide at different ratios of 4,4′-dihydroxydiphenyl and 4,4-dichlorodiphenylsulfone monomers. Two samples with a predominant content of hydroxyl and chlorine terminal groups, PPSF-OH and PPSF-Cl, were studied using NMR, GPC and DSC methods. The coagulation values of polymer solutions in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), the mechanical properties and hydrophilicity of the materials were also determined. Both PPSF samples have high strength modulus (16.0–16.6 MPa). Using the method of deposition in water of PPSF solutions in NMP with PEG-400 additives, flat-sheet porous asymmetric m embranes with a mesoporous (diameter of about 7 nm) thin outer layer and finger-like macropores in the substrate were obtained. An increase in the proportion of –OH terminal groups increases the hydrophilicity of the polymer. This, in turn, made it possible to obtain flat-sheet membranes based on PPSF-OH with a water permeability of 66.1 l/m2 h bar, which is 1.5 times higher than the water permeability of the PFSF-Cl membrane. At the same time, both membranes demonstrate the Blue Dextran (Mw = 70,000 g mol–1) rejection of 99.9%.

About the authors

D. N. Matveev

Kabardino-Balkarian State University named after H.M. Berbekov

Author for correspondence.
Email: dmatveev@ips.ac.ru
Russian Federation, Chernyshevsky str., 173, Nalchik, 360004

А. Yu. Raeva

Kabardino-Balkarian State University named after H.M. Berbekov

Email: dmatveev@ips.ac.ru
Russian Federation, Chernyshevsky str., 173, Nalchik, 360004

A. A. Zhansitov

Kabardino-Balkarian State University named after H.M. Berbekov

Email: dmatveev@ips.ac.ru
Russian Federation, Chernyshevsky str., 173, Nalchik, 360004

K. T. Shakhmurzova

Kabardino-Balkarian State University named after H.M. Berbekov

Email: dmatveev@ips.ac.ru
Russian Federation, Chernyshevsky str., 173, Nalchik, 360004

Zh. I. Kurdanova

Kabardino-Balkarian State University named after H.M. Berbekov

Email: dmatveev@ips.ac.ru
Russian Federation, Chernyshevsky str., 173, Nalchik, 360004

Т. S. Anokhina

Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, RAS

Email: dmatveev@ips.ac.ru
Russian Federation, Leninsky prospect, 29, Moscow, 119991

S. Yu. Khashirova

Kabardino-Balkarian State University named after H.M. Berbekov

Email: dmatveev@ips.ac.ru
Russian Federation, Chernyshevsky str., 173, Nalchik, 360004

V. V. Volkov

Kabardino-Balkarian State University named after H.M. Berbekov

Email: dmatveev@ips.ac.ru
Russian Federation, Chernyshevsky str., 173, Nalchik, 360004

I. L. Borisov

Kabardino-Balkarian State University named after H.M. Berbekov

Email: dmatveev@ips.ac.ru
Russian Federation, Chernyshevsky str., 173, Nalchik, 360004

References

  1. Praneet, K., James T., Sridha, S. // Chemical Engineering Journal. 2014. V. 248. P. 297-306.
  2. Darvishmanesh S., Jansen J.C., Tasselli F., Tocci E., Luis P., Degreve J., Drioli E1., Van der Bruggen B. // Journal of Membrane Science. 2011. V. 379. № 1–2. P. 60–68.
  3. Darvishmanesh S., Tasselli F., Jansen J. C., Tocci E., Bazzarelli F., Bernardo P., Luis P., Degreve J., Drioli E., Van der Bruggen B. // Journal of membrane science. 2011. V. 384. № 1–2. P. 89–96.
  4. Dizman C., Tasdelen M. A., Yagci Y. // Polymer International. 2013. V. 62. № 7. P. 991–1007.
  5. Ultrason® E, S, P (PESU, PSU, PPSU). URL: https://www.basf.com/cn/documents/en/chinaplas/UltrasonESPproductbrochureEN.pdf (Дата обращения: 27.10.2023).
  6. Nayak M. C., Isloor A. M., Moslehyani A., Ismail A.F. // Journal of the Taiwan Institute of Chemical engineers. 2017. V. 77. P. 293–301.
  7. Kiani S., Mousavi S. M., Shahtahmassebi N., Saljoughi E. // Desalination and Water Treatment. 2016. V. 57. №. 35. P. 16250–16259.
  8. Feng Y., Han G., Zhang L., Chen S. B., Chung T. S., Weber M., Staudt C., Maletzko C. // Polymer. 2016. V. 99. P. 72–82.
  9. Xiao S., Yu S., Yan L., Liu Y., Tan X. // Chinese Journal of Chemical Engineering. V. 25. № 4. P. 408–414.
  10. Hwang L. L., Chen J. C., Wey M. Y. // Desalination. 2013. V. 313. P. 166-175.
  11. Gronwald O., Frost I., Ulbricht M., KouchakiShalmani A., Panglisch S., Grünig L., Handge U., Abetz V., Heijnen M., Weber M. // Separation and Purification Technology. 2020. V. 250. P. 117107–117127.
  12. Moideen K, I., Isloor A.M., Ismail A.F., Obaid A., Fun H.K. // Desalination and Water Treatment. 2016. V. 57. № 42. P. 19810–19819.
  13. Yin Q., Zhang Q., Cui Z., Li W., Xing W. // Polymer. 2017. V. 124. P. 128–138.
  14. Arockiasamy D.L., Alhoshan M., Alam J., Muthumareeswaran M.R., Figoli A., Kumar S.A. // Separation and Purification Technology. 2017. V. 174. P. 529–543.
  15. Tang Y., Widjojo N., Shi G. M., Chung T. S., Weber M., Maletzko C. // Journal of membrane science. 2012. V. 415. P. 686-695.
  16. Jullok N., Van Hooghten R., Luis P., Volodin A., Van Haesendonck C., Vermant J., Van der Bruggen B. // Journal of Cleaner Production. 2016. V. 112. P. 4879–4889.
  17. Jullok N., Darvishmanesh S., Luis P., Van der Bruggen B. // Chemical engineering journal. 2011. V. 175. P. 306–315.
  18. Jullok N., Deforche T., Luis P., Van der Bruggen B. // Chemical engineering science. 2012. V. 78. P. 14–20.
  19. Fritzsche A.K., Murphy M.K., Cruse C.A., Malon R.F., Kesting R.E. // Gas Separation & Purification. 1989. V. 3. № 3. P. 106–116.
  20. Weng T. H., Tseng H. H., Wey M. Y. // International journal of hydrogen energy. 2008. V. 33. № 15. P. 4178–4182.
  21. Sani N. A. A., Lau W. J., Ismail A. F. // RSC Advances. 2015. V. 5. № 17. P. 13000–13010.
  22. Sani N. A. A., Lau W. J., Ismail A. F. // Journal of Polymer Engineering. 2014. V. 34. № 6. P. 489–500.
  23. Alsalhy Q. F., Ali J. M., Abbas A. A., Rashed A., Bruggen B. V. D., Balta S. // Desalination and Water Treatment. 2013. V. 51. № 31–33. P. 6070–6081.
  24. Luo L., Han G., Chung T. S., Weber M., Staudt C., Maletzko C. // Journal of Membrane Science. 2015. V. 476. P. 162–170.
  25. Plisko T., Karslyan Y., Bildyukevich A. // Materials. 2021. V. 14. № 19. P. 5740.
  26. Anokhina T., Raeva A., Sokolov S., Storchun A., Filatova M., Zhansitov A., Kurdanova Z., Shakhmurzova K.,Khashirova S., Borisov I. // Membranes. 2022. V. 12. №. 11 P. 1113.
  27. Борисов И.Л., Матвеев Д.Н., Анохина Т.С., Шахмурзова К.Т., Жанситов А.А., Слонов А.Л., Курданова Ж.И., Хаширова С.Ю., Волков В.В. // Мембраныимембранныетехнологии. 2023. Т. 13. № 3. С. 248–256.
  28. Matveev D., Raeva A., Borisov I., Vasilevsky V., Matveeva Y., Zhansitov A., Khashirova S., Volkov V. // Membranes. 2023. V. 13. № 4. P. 412.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».