Hydrofobisten membraanien pinnan modifiointi hydrofiiliseksi piranha-liuoksen avulla
Eskola, Taina (2023)
Kandidaatintyö
2023
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20230904116123
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20230904116123
Tiivistelmä
Hydrofobiset membraanit ovat usein kestäviä, jonka vuoksi niitä on kannattavaa käyttää teollisuuden prosesseissa. Kuitenkin vesiliuoksia käsitellessä hydrofiiliset membraanit ovat usein energiatehokkaampia ja likaantuvat hydrofobisia membraaneja vähemmän. Tämän työn tarkoituksena on selvittää, voidaanko hydrofobisten PES- ja PVDF-membraanien pintoja modifioida hydrofiilisemmiksi piranha-liuoksen avulla.
Työssä PES- ja PVDF-membraaneja käsiteltiin piranha-liuoksella puolen, kahden ja neljän minuutin käsittelyajoilla. Käsittelyajan loputtua piranha-liuos neutraloitiin natriumhydroksidilla. Modifioiduille membraaneille tehtiin vesivuomittaukset ennen modifiointia ja sen jälkeen. Vesivuomittausten yhteydessä määritettiin myös leikkauskoot. Modifioinnin onnistumista tarkasteltiin jälkeenpäin FTIR-mittausten ja kontaktikulman mittausten avulla.
Kontaktikulman mittauksien tuloksista huomattiin, että kahden ja neljän minuutin ajan piranha-käsiteltyjen PES-membraanien vesipisaran ja membraanipinnan välisen kontaktikulman arvo laski noin 23 prosenttia. Lisäksi neljän minuutin piranha-käsittelyn jälkeisen PES-membraanin permeabiliteetti oli korkeampi, kuin ennen käsittelyä. Nämä viittaavat siihen, että membraanien pinnat ovat modifioituneet piranha-käsittelyn aikana. PVDF-membraaneissa tai puoli minuuttia käsitellyssä PES-membraanissa ei havaittu muutoksia piranha-käsittelyn jälkeen.
Työssä PES- ja PVDF-membraaneja käsiteltiin piranha-liuoksella puolen, kahden ja neljän minuutin käsittelyajoilla. Käsittelyajan loputtua piranha-liuos neutraloitiin natriumhydroksidilla. Modifioiduille membraaneille tehtiin vesivuomittaukset ennen modifiointia ja sen jälkeen. Vesivuomittausten yhteydessä määritettiin myös leikkauskoot. Modifioinnin onnistumista tarkasteltiin jälkeenpäin FTIR-mittausten ja kontaktikulman mittausten avulla.
Kontaktikulman mittauksien tuloksista huomattiin, että kahden ja neljän minuutin ajan piranha-käsiteltyjen PES-membraanien vesipisaran ja membraanipinnan välisen kontaktikulman arvo laski noin 23 prosenttia. Lisäksi neljän minuutin piranha-käsittelyn jälkeisen PES-membraanin permeabiliteetti oli korkeampi, kuin ennen käsittelyä. Nämä viittaavat siihen, että membraanien pinnat ovat modifioituneet piranha-käsittelyn aikana. PVDF-membraaneissa tai puoli minuuttia käsitellyssä PES-membraanissa ei havaittu muutoksia piranha-käsittelyn jälkeen.