title: Optimization of pervaporation separation of isopropanol-water mixture using novel membranes based on sodium alginate modified with fullerene derivatives and polyelectrolytes
metadata.name: dc.contributor.advisor
metadata.value: Грушевенко Евгения Александровна
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.advisor
metadata.value: Grusevenko Evgenia Aleksandrovna
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.contributor.author
metadata.value: Лямин Владислав Павлович
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.author
metadata.value: Lamin Vladislav Pavlovic
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.contributor.editor
metadata.value: Дмитренко Мария Евгеньевна
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.editor
metadata.value: Dmitrenko Maria Evgenevna
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.date.accessioned
metadata.value: 2023-07-26T12:02:04Z
metadata.lang: -
metadata.name: dc.date.available
metadata.value: 2023-07-26T12:02:04Z
metadata.lang: -
metadata.name: dc.date.issued
metadata.value: 2023
metadata.name: dc.identifier.other
metadata.value: 062007
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.identifier.uri
metadata.value: http://hdl.handle.net/11701/41881
metadata.lang: -
metadata.name: dc.description.abstract
metadata.value: В рамках данной работы с целью оптимизации процесса первапорационной дегидратации изопропанола были разработаны новые композиционные мембраны из альгината натрия (АН) с применением различных стратегий для улучшения транспортных свойств: (I) выбор пористой подложки для нанесения тонкого селективного АН слоя; (II) объемная модификация путем введения 5 масс.% водорастворимых производных фуллерена (фуллеренола и производного фуллерена с L-аргинином) в АН матрицу; (III) поверхностная модификация методом ионного наслаивания путем нанесения 5 бислоев полиэлектролитных (ПЭЛ) пар (полистиролсульфонат (ПСС)/хитозан, ПСС/полиаллиламин гидрохлорид (ПАГ), ПСС/АН и полиакриловая кислота (ПАК)/АН). Структура разработанных мембран были изучены методами ИК-Фурье спектроскопии, сканирующей электронной (СЭМ) и атомно-силовой (АСМ) микроскопии. Транспортные свойства разработанных мембран были оценены в первапорации для разделения смеси вода/изопропанол в широком концентрационном диапазоне (12–70 масс. % воды). Сшитая хлоридом кальция композиционная мембрана с тонким селективным слоем из АН/фуллеренол (5%) композита, нанесенным на пористую подложку из полиакрилонитрила (ПАН), и поверхностно модифицированная 5 бислоями ПСС/АН продемонстрировала улучшенные транспортные свойства: самая высокая удельная производительность (0,68-1,8 кг/м2ч) при сохранении высокой селективности по отношению к воде (не менее 99,7 масс. % воды в пермеате) при первапорационной дегидратации изопропанола (12-70 масс. % воды) при 22 °C. Таким образом, было показано, что совместное применение объемной и поверхностной модификаций существенно улучшает характеристики мембраны при первапорационной дегидратации. Данная мембрана является перспективной для промышленного применения с целью оптимизации процессов первапорационной дегидратации.
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.description.abstract
metadata.value: In this work, to optimize the pervaporation dehydration of isopropyl alcohol, novel supported membranes based on sodium alginate (SA) were developed using various strategies to improve transport properties: (I) porous support selection for deposition of a thin selective SA layer; (II) bulk modification by introducing 5 wt.% water-soluble fullerene derivatives (fullerenol and fullerene derivative with L-arginine) into the SA matrix; (III) surface modification by layer-by-layer technique with the deposition of 5 bilayers of polyelectrolyte (PEL) pairs (polystyrenesulfonate (PSS)/chitosan, PSS/polyallylamine hydrochloride (PAH), PSS/SA and polyacrylic acid (PAA)/SA). The structure of the developed membranes was studied by IR-Fourier spectroscopy, scanning electron (SEM) and atomic force (AFM) microscopy. The transport properties of the developed membranes were evaluated in pervaporation separation of a water/isopropyl alcohol mixture in a wide concentration range (12–70 wt.% water in the feed). A cross-linked by calcium chloride supported membrane with a thin selective layer based on SA/fullerenol (5%) composite deposited onto the porous polyacrylonitrile (PAN) substrate and surface-modified with 5 PSS/SA bilayers demonstrated improved transport properties: the highest permeation flux (0.68-1.8 kg/(m2h)) maintaining high selectivity to water (not less than 99.7 wt.% water in the permeate) during pervaporation dehydration of isopropyl alcohol (12-70 wt.% water) at 22 °C. Thus, it was shown that the combined use of bulk and surface modifications significantly improved the characteristics of the membrane during pervaporation dehydration. This membrane is promising for industrial use in order to optimize the processes of pervaporation dehydration.
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.language.iso
metadata.value: ru
metadata.name: dc.subject
metadata.value: мембрана со смешанной матрицей
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: альгинат натрия
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: производные фуллерена
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: полиэлектролиты
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: метод ионного наслаивания
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: первапорация
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: дегидратация изопропанола
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: mixed matrix membrane
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: sodium alginate
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: fullerene derivatives
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: polyelectrolytes
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: layer-by-layer assembly
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: pervaporation
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: isopropyl alcohol dehydration
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.title
metadata.value: Optimization of pervaporation separation of isopropanol-water mixture using novel membranes based on sodium alginate modified with fullerene derivatives and polyelectrolytes
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.title.alternative
metadata.value: Оптимизация первапорационного разделения смеси изопропанол-вода с помощью новых мембран на основе альгината натрия, модифицированного производными фуллерена и полиэлектролитами
metadata.lang: ru_RU
resources.filename: VKR_Liamin_2023_final.pdf
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/41881/2/VKR_Liamin_2023_final.pdf
resources.format: Adobe PDF
resources.description: Article
resources.size: 2,11 MB
resources.filename: reviewSV_Otzyv_Lamina_V.P..pdf
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/41881/3/reviewSV_Otzyv_Lamina_V.P..pdf
resources.format: Adobe PDF
resources.description: ReviewSV
resources.size: 1,38 MB
resources.filename: reviewSV_st062007_Lamin_Vladislav_Pavlovic_(supervisor)(Ru).txt
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/41881/4/reviewSV_st062007_Lamin_Vladislav_Pavlovic_%28supervisor%29%28Ru%29.txt
resources.format: Text
resources.description: ReviewSV
resources.size: 6,91 kB