ĐẠi học quốc gia hà NỘi trưỜng đẠi học khoa học tự nhiêN

Kết quả thực nghiệm cho thấy, độ giảm năng suất lọc của các màng sau khi chiếu bức xạ tử ngoại thấp hơn nhiều so với màng không có tác động bức xạ tử ngoại (giảm từ 47% đối với màng ban đầu xuống 15% sau khi được chiếu bức xạ). Trong các điều kiện đã khảo sát, màng được tác động bức xạ cường độ 60W trong thời gian 3 phút cho năng suất lọc ban đầu cao nhất, nhưng tốc độ giảm năng suất lọc của màng này lớn hơn so với các màng được chiếu bức xạ cường độ 30W trong thời gian 1 phút và 2 phút. Màng được chiếu bức xạ cường độ 60W trong 1 phút có năng suất lọc thấp hơn so với các màng khác, tuy nhiên năng suất lọc của màng này vẫn cao gấp 2 lần so với màng nền ban đầu. Sự tăng năng suất lọc có thể do hai nguyên nhân: (1) Sự mở rộng nhẹ kích thước lỗ bề mặt màng và (2) sự tăng tính ưa nước của bề mặt sau khi chiếu bức xạ.

Kết quả đo phổ hồng ngoại phản xạ ngoài (Hình 3.21) cho thấy không có sự thay đổi nhiều về các nhóm chức trên bề mặt màng. Sự tăng nhẹ cường độ tín hiệu trong vùng 1250 cm^-1 có thể do sự tương tác của oxi trong không khí lên bề mặt màng sau khi chiếu bức xạ.

Trong những điều kiện đã khảo sát, có thể thấy màng được tác động bởi bức xạ cường độ 60W trong thời gian 1 phút cho kết quả tốt nhất, sau khi chiếu bức xạ ở điều kiện này, năng suất lọc tăng lên rõ rệt so với màng nền trong khi độ lưu giữ của màng vẫn được duy trì tốt. Do đó, chúng tôi đã chọn điều kiện này để thực hiện những khảo sát tiếp theo, nhằm nâng cao hơn nữa năng suất lọc và khả năng chống fouling của màng.

Axit maleic là một axit hữu cơ không no có nối đôi trong phân tử, sự có mặt của liên kết kép và nhóm chức cacboxylic trong axit maleic là những yếu tố thuận lợi để thực hiện quá trình trùng hợp ghép bề mặt nhằm nâng cao tính ưa nước và giảm mức độ fouling cho quá trình lọc tách thuốc nhuộm qua màng. Chúng tôi đã thực hiện quá trình trùng hợp ghép axit maleic lên bề mặt màng bằng hai phương pháp khác nhau: Song song và nối tiếp.

Trong thí nghiệm này, bề mặt màng được kích thích dưới bức xạ tử ngoại 60W trong 1 phút, sau đó ngâm màng vào dung dịch monome axit maleic nồng độ 5% và tiếp tục chiếu bức xạ (60W) trong những khoảng thời gian khác nhau, màng được rửa sạch, sấy khô và tiến hành đánh giá khả năng tách với dung dịch thuốc nhuộm Red 3BF có nồng độ 30ppm trên thiết bị lọc gián đoạn

Kết quả thí nghiệm được đưa ra ở Bảng 3.6 và Hình 3.23 cho thấy, trong khoảng thời gian trùng hợp từ 1 đến 5 phút, tính năng tách của màng tăng lên rõ rệt so với màng nền ban đầu với sự tăng mạnh của năng suất lọc, trong đó thời gian trùng hợp 2 phút cho hiệu quả tốt nhất: Năng suất lọc của màng sau khi trùng hợp ghép tăng gấp hơn 3 lần so với màng nền trong khi độ lưu giữ vẫn được duy trì tốt (99.9 %). Mặt khác, độ giảm năng suất lọc của các màng được trùng hợp ghép đều chậm hơn so với màng nền. Có thể giải thích như sau: Sự trùng hợp ghép các monome axit maleic tạo thành một lớp polyme ghép trên bề mặt làm tăng khả năng lưu giữ đồng thời làm cho bề mặt màng trở nên ưa nước hơn, do đó năng suất lọc của màng tăng, đồng thời lớp polyme trùng hợp ghép cũng làm giảm sự hấp phụ thuốc nhuộm lên trên bề mặt và bên trong các lỗ xốp của màng, do đó, tốc độ giảm năng suất của màng sẽ chậm hơn.

Bề mặt màng nền được chiếu bức xạ tử ngoại cường độ 60W trong 1 phút, sau đó ngâm màng trong dung dịch monome axit maleic 5% với các khoảng thời gian khác nhau, rửa sạch, sấy khô và tiến hành đánh giá khả năng tách của màng với dung dịch thuốc nhuộm Red 3BF nồng độ 30ppm trên thiết bị lọc gián đoạn. Các kết quả thực nghiệm được trình bày trong Bảng 3.7 và Hình 3.24 cho thấy, năng suất lọc của màng sau khi trùng hợp đều cao hơn, độ giảm năng suất lọc chậm hơn và ổn định hơn so với màng nền. Khoảng thời gian trùng hợp trong 3 phút cho kết quả tốt nhất, năng suất lọc tăng gấp khoảng 3-4 lần so với màng nền. Độ lưu giữ của màng sau khi trùng hợp ghép bằng phương pháp nối tiếp trong các điều kiện này là tương đương so với phương pháp song song.

Kết quả so sánh lượng polyme được trùng hợp ghép lên bề mặt màng theo hai phương pháp được đưa ra ở Bảng 3.8

Thời gian trùng hợp (phút)	Lượng polyme ghép lên màng (mg/cm2)
	Phương pháp song song	Phương pháp nối tiếp
1	2.88	1.97
2	3.79	2.43
3	4.70	3.87
5	5.68	4.77

Kết quả so sánh lượng thuốc nhuộm bị hấp phụ lên màng sau khi lọc dung dịch thuốc nhuộm được đưa ra ở Bảng 3.9.

Thời gian trùng hợp (phút)	Lượng thuốc nhuộm bị hấp phụ lên màng (mg/cm2)
	Phương pháp song song	Phương pháp nối tiếp
3	0.30	0.53
5	0.23	0.38

Trong thí nghiệm này, chúng tôi đã tiến hành trùng hợp ghép axit acrylic bằng các phương pháp song song và nối tiếp với các điều kiện trùng hợp tương tự như khi tiến hành trùng hợp ghép với axit maleic, các kết quả thực nghiệm được so sánh với thí nghiệm trùng hợp ghép axit maleic ở trên.