Влияние осадителя на нанофильтрационные свойства целлюлозных мембран, формуемых из растворов в ионных средах

Мембраны и мембранные технологии. 2020. Т. 10. № 3. С. 153–164.

Анохина Т. С., Игнатенко В. Я., Костюк А. В., Ильин С. О., Волков А. В., Антонов С.В.

Исследовано влияние природы осадителя на нанофильтрационные характеристики целлюлозных мембран, полученных из растворов в ацетате 1-этил-3-метилимидазолия ([Emim]Ac) или смеси данной ионной жидкости с диметилсульфоксидом (ДМСО). Осаждение в воде привело к формированию наиболее плотной  целлюлозной мембраны, характеризующейся низкой проницаемостью диметилформамида (PДМФ = 0.25 кг/м2 ч атм.) и высокими коэффициентами задерживания модельных веществ Orange II (350 г/моль) и Remazol Brilliant Blue R (626 г/моль) – 65 и 82% соответственно. Для снижения скорости осаждения целлюлозы с целью  уменьшения плотности мембран в воду вводили различные соединения, частично имитирующие среду растворителя, до получения их 30%-ных растворов: уксусную кислоту для повышения содержания ацетатанионов, N-метилморфолин N-оксид (ММО) для увеличения концентрации аммонийных фрагментов, и ДМСО. Во всех случаях модификация осадителя привела к увеличению проницаемости мембран в 2–2.5 раза  с сохранением высоких значений коэффициентов задерживания. Наилучшие нанофильтрационные характеристики продемонстрировала целлюлозная мембрана, полученная путем осаждения в 30%-ном водном растворе уксусной кислоты: PДМФ = 0.67 кг/м2 ч атм., ROrangeII = 66% и RRemazol = 78%.

Ключевые слова: phase separation, фазовое расслоение, Ionic liquids, Ионные жидкости, aprotic solvents, апротонные растворители, Целлюлоза, cellulose, polymer membranes, coagulating agent, nanofiltration of organic media, полимерные мембраны, осадитель, нанофильтрация органических сред