Polyelektrolyyteillä pinnoitettujen membraanien turpoamisen tutkiminen
Liikanen, Joonas (2017)
Kandidaatintyö
Liikanen, Joonas
2017
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201706077057
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201706077057
Tiivistelmä
Tämän työn tavoitteena oli tutkia suolan vaikutusta Layer-by-Layer-tekniikalla pinnoitettujen polyelektrolyyttimonikerrosten turpoamiseen. Kerrokset valmistettiin heikoista polyelektrolyyteistä polyakryylihappo ja polyeteeni-imiini.
Työssä pinnoitettiin ultrasuodatusmembraaneja Layer-by-Layer–tekniikalla ja pinnoitusliuoksena käytettävään polykationi-liuokseen lisättiin tutkittavaa suolaa. Suolalla pyrittiin stabiloimaan LbL-tekniikalla luotuja kerroksia. Tutkittavina suoloina oli kalsiumkloridi, rauta(III)kloridi ja etyleenidiamiinitetraetikkahappo. Samoissa olosuhteissa pinnoitettujen membraanien puhdasvesivuot mitattiin ennen ja jälkeen pinnoituksen. Turpoamisen tutkimisessa käytettiin hyväksi elektrokineettistä analysaattoria.
Vuomittausten mukaan pinnoitus onnistui, koska vuo väheni merkittävästi pinnoituksen jälkeen. Mittaustuloksista voitiin havaita, että kalsiumkloridi ja rauta(III)kloridi vähensivät turpoamista. Pinnoitukset eivät kuitenkaan toimineet odotetusti, koska tulokset olivat epätasaisia. Mittaukseen käytettävän laitteen epävarma toiminta heikensi tuloksien luotettavuutta, joten tulosten varmistaminen vaatisi jatkotutkimuksia. Mittausohjelman muokkaus voisi parantaa tulosten luotettavuutta. The objective of this work was to study the effect of salt in swelling of polyelectrolyte multilayers. The layers were made on an ultrafiltration membrane surface using Layer-by-Layer-technique. The layers were made of weak polyelectrolytes polyacrylic acid and polyethylene imine. Salt was used to stabilize the layers created with LbL.
Salt was added to the polycation solution used for coating. Salts used to study the swelling were calcium chloride, iron (III) chloride and ethylenediaminetetraacetic acid. Under the same conditions, flux of the coated membranes was measured before and after coating. Electrokinetic Analyzer was used to determine the swelling.
According to the flux measurements the coating was successful, because the flux decreased significantly after coating. The measurement results showed that the calcium chloride and iron (III) chloride reduced swelling. The measurements did not work as expected, because the results are uneven. The uncertain behavior of the device used to measure the swelling, undermined the reliability of the results, so to ensure the results it would require further investigation. Editing the measurement program could improve the reliability of the result
Työssä pinnoitettiin ultrasuodatusmembraaneja Layer-by-Layer–tekniikalla ja pinnoitusliuoksena käytettävään polykationi-liuokseen lisättiin tutkittavaa suolaa. Suolalla pyrittiin stabiloimaan LbL-tekniikalla luotuja kerroksia. Tutkittavina suoloina oli kalsiumkloridi, rauta(III)kloridi ja etyleenidiamiinitetraetikkahappo. Samoissa olosuhteissa pinnoitettujen membraanien puhdasvesivuot mitattiin ennen ja jälkeen pinnoituksen. Turpoamisen tutkimisessa käytettiin hyväksi elektrokineettistä analysaattoria.
Vuomittausten mukaan pinnoitus onnistui, koska vuo väheni merkittävästi pinnoituksen jälkeen. Mittaustuloksista voitiin havaita, että kalsiumkloridi ja rauta(III)kloridi vähensivät turpoamista. Pinnoitukset eivät kuitenkaan toimineet odotetusti, koska tulokset olivat epätasaisia. Mittaukseen käytettävän laitteen epävarma toiminta heikensi tuloksien luotettavuutta, joten tulosten varmistaminen vaatisi jatkotutkimuksia. Mittausohjelman muokkaus voisi parantaa tulosten luotettavuutta.
Salt was added to the polycation solution used for coating. Salts used to study the swelling were calcium chloride, iron (III) chloride and ethylenediaminetetraacetic acid. Under the same conditions, flux of the coated membranes was measured before and after coating. Electrokinetic Analyzer was used to determine the swelling.
According to the flux measurements the coating was successful, because the flux decreased significantly after coating. The measurement results showed that the calcium chloride and iron (III) chloride reduced swelling. The measurements did not work as expected, because the results are uneven. The uncertain behavior of the device used to measure the swelling, undermined the reliability of the results, so to ensure the results it would require further investigation. Editing the measurement program could improve the reliability of the result