Effect of tetrahydrofuran as a co-solvent on the separation properties of poly(acrylonitrile-co-methylacrylate) copolymer membranes

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

In this study, ultrafiltration PAN membranes were fabricated using the NIPS method with the addition of THF to the casting solution. Investigation of the thermodynamic affinity between the copolymer and THF using Hansen solubility parameters revealed that THF is a poor solvent. However, THF can be effectively used as a co-solvent in combination with good solvents such as DMSO and NMP. Analysis of the effect of THF addition on the viscosity of the casting solution showed that increasing the THF content reduced the viscosity, average pore size, and solvent permeability. The average pore size of the membrane prepared with NMP/THF was 18.9 nm, while that of the membrane prepared with DMSO/THF was 13.7 nm. During filtration of crude oil and oil-toluene solutions with concentrations of 10 and 100 g/L, the permeability of the separated mixtures for the NMP/THF membrane was 1.3–3.6 times higher than that of the DMSO/THF membrane. Both membranes demonstrated asphaltene rejection exceeding 95% when filtering crude oil and the 100 g/L oil-toluene solution. Following filtration of oil-toluene solutions, cleaning the NMP/THF membrane restored 76–99% of the pure toluene flux and up to 61% after filtration of undiluted crude oil, indicating good fouling resistance. Surface analysis of the membranes before and after filtration using FTIR spectroscopy revealed that fouling was caused by aliphatic and aromatic compounds.

Авторлар туралы

A. Nebesskaya

A. V. Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, RAS (TIPS RAS)

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: nebesskaya@ips.ac.ru
Ресей, Moscow

Y. Shvorobey

A. V. Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, RAS (TIPS RAS)

Email: nebesskaya@ips.ac.ru
Ресей, Moscow

A. Balynin

A. V. Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, RAS (TIPS RAS)

Email: nebesskaya@ips.ac.ru
Ресей, Moscow

A. Kanatieva

A. V. Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, RAS (TIPS RAS)

Email: nebesskaya@ips.ac.ru
Ресей, Moscow

A. Yushkin

A. V. Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, RAS (TIPS RAS)

Email: nebesskaya@ips.ac.ru
Ресей, Moscow

A. Volkov

A. V. Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, RAS (TIPS RAS)

Email: nebesskaya@ips.ac.ru
Ресей, Moscow

Әдебиет тізімі

  1. Kammakakam I., Lai Z. // Chemosphere. 2023. V. 316. P. 137669–137691.
  2. 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.
  3. Shiohara A., Prieto-Simon B., Voelcker N.H. // Journal of Materials Chemistry B. 2021.V. 9. P. 2129–2154.
  4. Yadav D., Karki S., Ingole P.G. // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2022. V. 10. P. 108109.
  5. Chikkatti B.S., Sajjan A.M., Banapurmath N.R. // Materials Advances. 2023. V. 4. P. 6192–6198.
  6. 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.
  7. 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.
  8. Yong W.F., Zhang H. // Progress in Materials Science. 2021. V. 116. P. 100713.
  9. Grushevenko E.A., Borisov I.L., Volkov A.V. // Petroleum Chemistry. 2021. V. 61. P. 959–976.
  10. Golubev G.S., Volkov V.V., Borisov I.L., Volkov A.V. // Current Opinion in Chemical Engineering. 2022. V. 36. P. 100788.
  11. Olasupo A., Suah F.B.M. // Journal of Hazardous Materials. 2021. V. 406. P. 124317.
  12. 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.
  13. Kutowy O., Guerin P., Tweddle T., Woods J. // Proc. 35th Can. Chem. Eng. Conf. 1985. V. 1. P. 241.
  14. Kutowy O., Tweddle T.A., Hazlett J.D. // Patent № US4814088A United States.
  15. Ramirez-Corredores M.M. The science and technology of unconventional oils: finding refining opportunities. Academic press. 2017. P. 41.
  16. Duong A., Chattopadhyaya G., Kwok W., Smith K. // Fuel. 1997. V. 76. № 9. P. 821.
  17. 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.
  18. Ashtari M., Ashrafizadeh S.N., Bayat M.// Journal of Petroleum Science and Engineering. 2012. V. 82–83. P. 44–49.
  19. 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.
  20. Yushkin A., Basko A., Balynin A., Efimov M., Lebedeva T., Ilyasova A., Pochivalov K., Volkov A. // Polymers. 2022. V. 14 P. 4603.
  21. 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.
  22. 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.
  23. Rodriguez C., Sarrade S., Schrive L., Dresch-Bazile M., Paolucci D., Rios G.M. // Desalination. 2002. V. 144. № 1. P. 173–178.
  24. 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.
  25. Song G.J., Seo Y.C., Pudasainee D., Kim I.T. // Waste Management. 2010. V. 30. № 7. P. 1230–1237.
  26. 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.
  27. Федосов С.В., Маркелов А.В., Соколов А.В., Осадчий Ю.П. // Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 12. № 5. С. 341–350.
  28. 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.
  29. Cao Y., Yan F., Li J., Liang X., He B .// Desalination and Water Treatment. 2009. V. 11. № 1–3. P. 73–80.
  30. Rouzegari F., Sargolzaei J., Ramezanian N. // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. 2024. V. 46. P. 16897–16912.
  31. Widodo S., Khoiruddin K., Ariono D., Subagjo S., Wenten I.G. // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2020. V. 8. № 3. P. 103789.
  32. Zhu H., Chen K., Sun G., Zhao W., Jiang Q., Xiao C. // Journal of Water Process Engineering. 2023. V. 55. P. 104163.
  33. Nebesskaya A., Kanateva A., Borisov R., Yushkin A., Volkov V., Volkov A.// Polymers. 2024. № 16. P. 2910.
  34. Юшкин А.А., Балынин А.В., Нехаев А.И., Волков А.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2021. Т. 11. № 2. С. 155–162.
  35. Marbelia L., Mulier M., Vandamme D., Muylaert K., Szymczyk A., Vankelecom I.F. // Algal Research. 2016. V. 19. P. 128–137.
  36. Scharnagl N., Buschatz H. // Desalination. 2001. V. 139. № 1–3. P. 191–198.
  37. Lohokare H., Bhole Y., Taralkar S., Kharul U. // Desalination. 2011. V. 282. P. 46–53.
  38. Barbier J., Marques J., Caumette G., Merdrignac I., Bouyssiere B., Lobinski R., Lienemann C.-P. // Fuel Processing Technology. 2014. V. 119. P. 185–189.
  39. 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.
  40. Moghadassi A.R., Bagheripour E., Hosseini S.M. // Journal of Applied Polymer Science. 2017. V. 134. № 26. P. 44993.
  41. Xu Y., Tognia M., Guo D., Shen L., Li R., Lin H. // Journal of Colloid and Interface Science. 2019. V. 546. P. 251–261.
  42. Yushkin A., Balynin A., Efimov M., Pochivalov K., Petrova I., Volkov A. // Membranes. 2022. V. 12. № 5. P. 523.
  43. Kim I.C., Yun H.G., Lee K.H. //Journal of Membrane Science. 2002. V. 199. № 1–2. P. 75–84.
  44. Xu Y., Tognia M., Guo D., Shen L., Li R., Lin H. // Journal of colloid and interface science. 2019. V. 546. P. 251–261.
  45. 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.
  46. Юшкин А.А., Балынин А.В., Нехаев А.И., Волков А.В. // Мембраны и Мембранные Технологии. 2021. Т. 11. № 2. C. 155–162.
  47. Saini B., Sinha M. K., Dey A. // Process Safety and Environmental Protection. 2022. V. 161. P. 684–702.
  48. Shenghui L., Jintuan Z., Haotian J., Zhou J. // Journal of Membrane Science. 2023. V. 687. P. 122051.
  49. Saini B., Khuntia S., Sinha M.K. // Journal of Membrane Science. 2019. V. 572. P. 184–197.
  50. Hansen C.M. Hansen Solubility Parameters: A User’s Handbook, 2nd ed.; CRC Press: New York, NY, USA, 2007.
  51. 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.
  52. Bellamy L. The Infra-Red Spectra of Complex Molecules; Springer Science & Business Media: Berlin/Heidelberg, Germany, 2013.
  53. 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.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2024

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».