КОМПОЗИТНЫЕ МЕМБРАНЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 544

Хуммедов Г.

Преподаватель, кафедра «Физической химии» Туркменский Государственный университет имени Махтумкули

Туркменистан, г. Ашхабад

Гараджаева Ш.

Студент, факультет «Химии» Туркменский Государственный университет имени Махтумкули

Туркменистан, г. Ашхабад

Аннаназарова Ч.

Студент, факультет «Химии» Туркменский Государственный университет имени Махтумкули

Туркменистан, г. Ашхабад

Ходжагелдиев А.

Студент, факультет «Химии» Туркменский Государственный университет имени Махтумкули

Туркменистан, г. Ашхабад

КОМПОЗИТНЫЕ МЕМБРАНЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ

Аннотация: В этой статье рассказывается о преимуществах использования композитных мембран на основе поливинилового спирта (ПВС) и пластинчатых твёрдых частиц для обеззараживания воды,точнее для удаления из неё диклофенака натрия (ДН). Также

перечисляются выполняемые функции и преимущества в удалении ДН из воды ПВС и пластинчатых твёрдых частиц в отдельности.

Ключевые слова: композитные мембраны, поливиниловый спирт, обеззараживание воды, водоочистка, загрязненная вода, эффективность очистки, структура мембраны, химические свойства, физические свойства, технология производства, применение в промышленности.

Несколько исследований показали, что удаление ДН на очистных сооружениях чрезвычайно низкое, и поэтому его невозможно полностью удалить. При обработке активным илом наблюдался процент удаления 030%. Хебиг и др. сообщили только о 8% удаления ДН с использованием фильтрующих материалов. Мембранные биореакторы показали эффективность ниже 20%. Розал и др. также сообщили об очень низком удалении ДН (5%) после биологической очистки городских сточных вод. Растворимость ДН в воде при 25°С составляет 2,37 г/л.

В качестве материала для изготовления мембран поливиниловый спирт (ПВС) считается привлекательным благодаря следующим преимуществам: гидрофильность, водопроницаемость, хорошие механические свойства, термическая и химическая стойкость, противообрастающая способность и пленкообразующая способность. Он также является превосходной средой для внедрения различных наполнителей, таких как наночастицы серебра, наночастицы оксидов и глины, обеспечивая антибактериальную, фотокалитическую и механическую прочность полимерных композитов. Понятно, что внедрение ПВС также помогает снизить токсичность наноматериалов и высокореактивных наполнителей. Кроме того , ПВС может переходить в ионы, имеет высокую степень набухания, уплотняется под давлением и проявляет низкую текучесть при высокой степени соединения.

с*

он

п

Поливиниловый спирт (ПВС)

Чтобы попытаться преодолеть проблемы существующих технологий очистки сточных вод, упомянутые выше, мы разработали недорогие и экологически чистые композитные мембраны на основе ПВС и пластинчатых твердых частиц. Выбранными пластинчатыми твёрдыми веществами являются: слоистые двойные гидроксиды MgAlNOз и- натрий-замещённый фосфат циркония (7гР -№). Они обладают комплементарной активностью, поскольку СДГ может избирательно захватывать анионы, а а-7гР может избирательно захватывать катионы. Эти пластинчатые твердые вещества впервые заряжены в ПВС с чрезвычайно высоким весом, чтобы добиться синергетического эффекта. Их добавляли в разбавленный раствор ПВС и образовали композитных мембран. В качестве сшивающего агента использовали 5,0 мас .% глутарового альдегида по отношению к массе ПВС, поскольку он приводит к образованию ацетальных мостиков.

Кроме того, было изучено влияние включения различных доз а-7гР /М^АШОз СДГ на свойства мембран, такие как способность к набуханию, возможность повторного использования, ионообменная способность. Полученные мембраны показали высокий потенциал удаления как анионных (ДН), так и катионных (ионы тяжелых металлов РЬ2+ , Сг3+ , №2+ ) частиц загрязнений, а ПВС выступал в качестве гидрофильной среды для заливки наполнителей. Целью данного исследования является расширение области применения СДГ и 7гР в очистке воды. Наиболее значительными преимуществами СДГ и 7гР в мембране ПВС/глутаральдегид являются: простота изготовления, низкая стоимость, механическая/химическая стабильность и хорошие ионообменные способности заряженных

неорганических компонентов, а также возможность использования этих композитных мембран в будущем не только в групповом виде, но и в поточных системах.

Недавно Алессандретти и др. опубликовали обзор методов удаления ДН из сточных вод и в реальном контексте подчеркнули необходимость изучения и разработки систем для реальных сточных вод и крупных масштабов. Они применили библиометрический и систематический подход для систематизации современного состояния за последние 10 лет (2010 -2021 гг.).

Несмотря на то, что существуют методы, эффективность которых достигает 100%, основные ограничения связаны с высокой стоимостью, получением промежуточных соединений и сложностью механизмов действия. Основными методами удаления ДН являются адсорбция, мембранное разделение и предварительное окисление. Аналогично Пика и др. опубликовали два обзора о синтетических подходах и применении а- ZrP и эффективных системах удаления тяжелых металлов с помощью материалов на основе 7гР. По информации автора, в литературе не сообщалось о попытках получения ПВС-мембран с MgAlNO3 СДГ и 7гР-Ыа, а также об использовании этих мембран для разделения ДН и тяжёлых металлов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Болан, Н.; Кунхикришнан , А.; Тангараджан , Р.; Кумпиене , Дж.; Парк, Дж.; Макино, Т.; Киркхэм, МБ; Шекель, К. Восстановление почв, загрязненных тяжелыми металлами ( лоидами) - мобилизовать или Обездвижить? Дж. Хазард. Матер. 2014 , 266 , 141-166, doi:10.1016/j.jhazmat.2013.12.018 .

2. Фу, Ф.; Ван, К. Удаление ионов тяжелых металлов из сточных вод: обзор. Дж. Энвайрон. Управлять. 2011 , 92 , 407-418, doi:10.1016/J.JENVMAN.2010.1L0n .

3. Ибрагим, Ю.; Банат, Ф.; Наддео , В.; Хасан, С.В. Численное моделирование интегрированной гибридной системы OMBR-NF для одновременной рекультивации сточных вод и управления рассолом. Евро -Средиземноморский журнал J. Environ. Интегрировать . 2019 , 4 , doi:10.1007/s41207-019-0112-2.

4. Болисетти , С.; Пейдаеш , М.; Меззенга , Р. Устойчивые технологии очистки воды от тяжелых металлов: обзор и анализ. хим. Соц. Преподобный. 2019 , 48 , 463-487, doi:10.1039/c8cs00493e.

Hummedov G.

Lecturer, Department of Physical Chemistry Magtymguly Turkmen State University Turkmenistan, Ashgabat

Garajaeva Sh.

Student, Faculty of Chemistry Magtymguly Turkmen State University

Turkmenistan, Ashgabat

Annanazarova Ch.

Student, Faculty of Chemistry Magtymguly Turkmen State University

Turkmenistan, Ashgabat

Khojageldiev A.

Student, Faculty of Chemistry Magtymguly Turkmen State University

Turkmenistan, Ashgabat

COMPOSITE MEMBRANES BASED ON POLYVINYL ALCOHOL FOR WATER

DISINFECTION

Abstract: This article describes the advantages of using composite membranes based on polyvinyl alcohol (PVA) and lamellar solid particles for water disinfection, more precisely for the removal of sodium diclofenac (DS) from it. The functions performed and advantages in removing DN from PVA water and lamellar solids separately are also listed.

Key words: composite membranes, polyvinyl alcohol, water disinfection, water purification, contaminated water, purification efficiency, membrane structure, chemical properties, physical properties, production technology, industrial use.