Транспортные характеристики экспериментальных анионообменных мембран, предназначенных для процессов защиты окружающей среды

дипломная работа

3.1 Визуализация поверхности мембран до и после контакта с антоциан содержащим раствором

В таблице 3 представлены фотографии поверхности исследуемых мембран, сделанные с использованием электронного сканирующего микроскопа Dino lite Digital Microscope Pro, при увеличении в 200 раз. Для визуализации процесса отравления мембран, по истечении определённого времени, пинцетом вынимали исследуемые мембраны из выбранных химических реагентов. С помощью фильтровальной бумаги убирали излишнюю жидкость с поверхности мембран. Подключали микроскоп к компьютеру при помощи специального провода и на компьютере запускали программу Dinocapture 2.0. Регулируя чёткость и резкость увеличенного изображения поверхности мембран, левой кнопкой мыши делали снимок.

Таблица 3 - Фотографии исследуемых мембран до и после "отравления" полисахаридами и красителями, содержащимися в красном вине

Мембрана

до

после

MA-41

МА-41П1

МА-41П1/ МФ4-СК

МК-40

МК-40/ МФ4-СК

При визуализации поверхности мембран до и после контакта с раствором, близким по составу со сточными водами винодельческих предприятий, можно сделать следующие выводы:

- больше всего красящего вещества видно у мембраны МА-41П1. Это связано с тем, что эта мембрана имеет самые крупные поры и самую неоднородную поверхность.

- при нанесении плёнки с разноимённым зарядом фиксированных групп на мембрану МА-41П1 привело к уменьшению количества красящего вещества на поверхности мембраны.

- однако эта не наблюдается при нанесении пленки с одноименным зарядом фиксированных групп на мембрану МК-40. Для наиболее точного представления о старении мембран красящими веществами необходимо детально изучить электрохимические свойства мембран и структуру этих загрязняющих веществ. Рассмотрим типичный состав красного вина (таблица 4). Минеральные компоненты (ионы металлов, нитраты и сульфаты) не могут привести к заметному отравлению мембран.

Таблица 4 - Состав красного вина [34]

Компоненты

Концентрация

Вода

70-85%

Этанол

11-13%

Другие компоненты

17-19%

Глицерин

10-12 г/л

Неорганические материалы (нитраты, металлы)

3-3,5 г/л

Танины

2-3,5 г/л

Винная кислота

2-2,5 г/л

Молочная кислота

2-2,5 г/л

Антоцианы

1-1,8 г/л

Полисахариды

0,5-1 г/л

Янтарная кислота

0,5-1 г/л

Летучие кислоты

0,4-1 г/л

Бутиленгликоль

0,6-0,8 г/л

Азотные соединения

0,4-0,5 г/л

Растворенный диоксид углерода

0,2-0,3 г/л

Лимонная кислота

0,1-0,3 г/л

Свободная серная кислота

0,005-0,003 г/л

Веществами, которые предают мембранам и вину красную окраску, являются антоцианами.

Антоцианы являются гликозидами, содержащими в качестве агликона-антоцианидина гидрокси- и метоксизамещённые соли флавилия (2-фенилхроменилия), у некоторых антоцианов гидроксильные ацетилированы. Углеводная часть связана с агликоном обычно в положении 3, у некоторых антоцианов - в положениях 3 и 5, при этом в роли углеводного остатка могут выступать как моносахариды глюкоза, рамноза, галактоза так и ди- и трисахариды. Будучи пирилиевыми солями, антоцианы легко растворимы в воде и полярных растворителях, малорастворимы в спирте и нерастворимы в неполярных растворителях.

Образование комплексов с катионами металлов также влияет на окраску, одновалентный катион К+ даёт пурпурные комплексы, двухвалентные Mg2+ и Ca2+ - синие, на цвет также может влиять адсорбция на полисахаридах.

Антоцианы гидролизуются до антоцианидинов в 10% соляной кислоте, сами антоцианидины устойчивы при низких значениях pH и разлагаются при высоких.

Делись добром ;)