Naslov (srp)

Sinteza, karakterizacija i primena polimernih kompozitnih magnetnih membrana na bazi etil celuloze : doktorska disertacija

Autor

Stajčić, Aleksandar P., 1980-

Doprinosi

Jančić-Hajneman, Radmila, 1965-
Putić, Slaviša, 1960-
Radojević, Vesna, 1961-
Stajić-Trošić, Jasna.
Nedeljković, Dragutin.

Opis (eng)

The focus of this doctoral dissertation is on the preparation and characterization of magnetic nanocomposite membranes for gas separation, as well as on the preparation and characterization of polymer membranes for removal of heavy metal ions from water. In the processing of magnetic membranes, magnetic nanoparticles of barium ferrite (BaFe12O19) and strontium ferrite (SrFe12O19) were incorporated into ethylcellulose, in order to promote oxygen diffusion against nitrogen. Synthesis of asymmetric hydrogel-based polymer membranes reinforced with polyethersulphone (PES) was performed by combining the phase inversion with photopolymerization and the cross-linking of monomers. The influence of the nanoparticle content in magnetic nanocomposite and the PES fraction in polymer membranes on the mechanical and separation properties was investigated. In order to identify the structures formed by membrane processing, various analyzes were performed, such as scanning electron microscopy (FESEM), atomic force microscopy (AFM), X-ray diffraction XRD and infrared spectroscopy with Fourier transformation (FTIR). Mechanical properties of the membranes were investigated using micro Vickers method and tensile test. The sorption kinetics has been followed with the measurements of ions concentration change in the solution, and was described using different kinetic models. The permeability of magnetic nanocomposite membranes was tested by monitoring the output pressure change of the nitrogen and oxygen mixtures, as well as pure nitrogen. Hydrogel-based membranes with a higher PES content showed enhanced mechanical properties, with high adsorption capacity. Nanocomposite magnetic membranes with a higher content of magnetic nanoparticles have shown a significant improvement in mechanical properties compared to pure ethylcellulose, with high permeability. These findings have shown that nanocomposite membranes based on ethylcellulose are an excellent candidate for gas separation, while hydrogel-based membranes exhibit high potential for removal of heavy metal ions from water. Based on our current knowledge, these materials have not been the subject of previous research.

Opis (srp)

Fokus ove doktorske disertacije je na pripremi i karakterizaciji magnetnih nanokompozitnih membrana za separaciju gasova, kao i na pripremi i karakterizaciji polimernih membrana za uklanjanje jona teških metala iz vode. Pri procesiranju magnetnih membrana, magnetne nanočestice barijum ferita (BaFe12O19) i stroncijum ferita (SrFe12O19) inkorporirane su u etilcelulozu, sa ciljem pospešivanja difuzije kiseonika u odnosu na azot. Sinteza asimetričnih polimernih membrana na bazi hidrogela ojačanog polietarsulfonom (PES) izvršena je kombinovanjem procesa fazne inverzije sa fotopolimerizacijom i umrežavanjem monomera Ispitivan je uticaj udela nanočestica kod magnetnih nanokompozitnih i udela PES kod polimernih membrana na mehanička i separaciona svojstva. Sa ciljem identifikacije struktura nastalih procesiranjem membrana, izvršene su različite analize, kao što su skenirajuća elektronska mikroskopija (FESEM), mikroskopija atomskih sila (AFM), rendgentskodifrakciona analiza (XRD) i infracrvena spektroskopija sa Furijeovom transformacijom (FTIR) Mehanička svojstva membrana ispitivana su mikro Vikers metodom i zatezanjem. Sorpciona kinetika ispitana je promenom koncentracije jona u rastvoru i opisana je korišćenjem različitih kinetičkih modela. Permeabilnost magnetnih nanokompozitnih membrana ispitana je praćenjem promene izlaznog pritiska smeše azota i kiseonika, kao i čistog azota. Membrane na bazi hidrogelova sa većim sadržajem PES pokazuju poboljšana mehanička svojstva, uz visok adsorpcioni kapacitet. Nanokompozitne magnetne membrane sa većim sadržajem magnetnih nanočestica pokazale su značajno poboljšanje mehaničkih svojstava u poređenju sa čistom etilcelulozom, uz visoku permeabilnost. Navedene analize su pokazale da su nanokompozitne membrane na bazi etilceluloze odličan kandidat za separaciju gasova, dok membrane na bazi hidrogelova pokazuju visok potencijal za uklanjanje jona teških metala iz vode. Na osnovu dosadašnjih saznanja, navedeni materijali nisu bili predmet ranijih istraživanja.

Opis (srp)

Tehnološko inženjerstvo - Inženjerstvo materijala / Technological Engineering- Material Engineering Datum odbrane: 28. 9. 2018.

Jezik

srpski

Datum

2018

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 2.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 2.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/at/legalcode

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Hemijsko inženjerstvo

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Ispitivanje materijala. Inženjerstvo materijala

membrane, separacija gasova, uklanjanje jona teških metala, adsorpcija,propustljivost, mehanička svojstva, polimerni nanokompoziti

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Hemijsko inženjerstvo

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Ispitivanje materijala. Inženjerstvo materijala

membranes, gas separation, removal of heavy metal ions, permeability,adsorption, mechanical properties, polymer nanocomposites