hrvatski

Prijenos neioniziranih organskih tvari kroz reverzno osmotske i nanofiltracijske membrane

Prijenos organskih tvari kroz polimerne reverzno osmotske (RO) i nanofiltracijske (NF) membrane ovisi o nekoliko parametara ; koncentraciji organskih tvari na površini membrane, umreženosti polimera, polumjeru pora i molekula te međudjelovanjima membrana – voda i membrana – organska tvar. Cilj doktorskog rada bio je ispitati pojedinačni doprinos pojedinog parametra na prijenos organskih tvari. Ispitano je šest RO/NF membrana, tvorničkih naziva SWC1, LFC1, CPA3, ESPA1, NF270 te XLE. Membrane su ispitane s organskim tvarima različitih difuzivnosti i množinskih masa. Ispitana je primjenljivost Sherwoodove ovisnosti u predviđanju koeficijenata prijenosa tvari na membrani NF270. Utvrđeno je da se Sherwoodova ovisnost može primijeniti za organske tvari čiji je omjer polumjera molekule i prosječnog polumjera pora (λ) veći od 0, 86. Pronađeno je da promjena koncentracije na površini membrane znatno utječe na prijenos organskih tvari čiji je λ manji od 0, 8. Mjeren je volumni udio vode u selektivnim slojevima membrana te je utvrđeno da on korelira s gustoćom polimera, odnosno sa stupnjem umreženosti polimera. Pronađeno je da svojstvena propusnost vode polimera od kojih su građene RO/NF membrane pokazuje sličnu ovisnost o volumnom udjelu vode. S povećanjem udjela vode raste svojstvena propusnost vode polimera, prosječni polumjer pora te prijenos tvari. Kako bi se izdvojio utjecaj slobodne energije međudjelovanja, promijenjen je površinski karakter membrane NF270 iz hidrofobnog u hidrofilni prevlačenjem PVA filmom. Promjenom površinskog karaktera membrane promijenila se slobodna energija međudjelovanja te znatno poboljšala separacija hidrofobnih tvari. Izdvojen je utjecaj veličine molekula na ukupni prijenos organskih tvari ispitivanjem separacije organskih tvari iste množinske mase (100, 16 g mol-1) i vrlo slične difuzivnosti u vodi. Izmjerene su različite separacije na membrani NF270, u rasponu od 60 do 90 %, što upućuje na zaključak da je slobodna energija međudjelovanja jednako bitan parametar kao i λ. Predložena je metoda za mjerenje koeficijenta raspodjele i difuzivnosti organskih tvari unutar membrane, koja se temelji na elektrokemijskoj impedancijskoj spektroskopiji, pri čemu su ispitani benzokinon i hidrokinon kao reverzibilni elektrokemijski par. Dobiven je koeficijent raspodjele, kao mjera međudjelovanja, reda veličine oko 10, te difuzivnost ≈ 10-14 m2 s- 1.

reverzna osmoza; nanofiltracija; koeficijent prijenosa tvari; svojstvena propusnost; koeficijent raspodjele; difuzivnost

nije evidentirano