当前位置：
X-MOL 学术
›
ACS Sustain. Chem. Eng.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Blended Polysulfone/Polyethersulfone (PSF/PES) Membrane with Enhanced Antifouling Property for Separation of Succinate from Organic Acids from Fermentation Broth
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2021-09-13 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.1c05059 Olawumi O. Sadare 1 , Michael O. Daramola 1
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2021-09-13 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.1c05059 Olawumi O. Sadare 1 , Michael O. Daramola 1
Affiliation
|
Biofouling is a serious challenge in the separation of succinic acid from fermentation broth because of its complex mixture containing substantial amount of dissociated and nondissociated forms of dissolved organics, metabolites, residual mineral salts, and bacteria. A robust blended polysulfone/polyethersulfone (PSF/PES) membrane was fabricated and presented in this study for alleviating the challenges encountered during biobased succinic acid separation. PSF/PES membranes were fabricated at varying compositions of polymers via the phase inversion technique and coated with poly(vinyl) alcohol (PVA) to enhance its antifouling properties. The synthesized membranes were characterized for surface morphology, surface functionalities, thermal stability, surface hydrophilicity, and mechanical properties by scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, thermogravimetric analysis, contact angle measurement, and nanotensile tests, respectively. The performances of PSF/PES membranes for succinic recovery were evaluated from a synthetic fermentation broth, consisting of succinate, formate, and acetate. Influence of different process conditions such as polymer compositions, feed concentrations, and filtration pressures were investigated on the fabricated membranes. From the SEM results, the fabricated membranes showed the formation of pores with a dense outer surface. The membranes also displayed exceptional thermal stability based on the consistent FTIR and contact angle analysis. A notable higher pure water flux of 114.60 Lm–2 h–1 was observed for 100% PES/PVA and 128.40 Lm–2 h–1 pure water flux for the 75% PSF/PES-blended membrane coated with PVA. The rejection performance improved with decreasing pressure and low feed concentration. The PSF/PES-blended membrane exhibited a high succinate rejection of 99.9% from synthetic broth. It can be concluded that the PSF/PES/PVA-coated membrane has a great potential in applications for succinic acid separation from synthetic fermentation broth.
中文翻译：
具有增强防污性能的混合聚砜/聚醚砜 (PSF/PES) 膜，用于从发酵液中的有机酸中分离琥珀酸盐
生物污垢是从发酵液中分离琥珀酸的一个严峻挑战，因为其复杂的混合物含有大量溶解有机物、代谢物、残留矿物盐和细菌的离解和非离解形式。本研究制造并展示了一种坚固的混合聚砜/聚醚砜 (PSF/PES) 膜，以减轻生物基琥珀酸分离过程中遇到的挑战。PSF/PES 膜是通过相转化技术以不同聚合物组成制造的，并涂有聚乙烯醇 (PVA) 以增强其防污性能。通过扫描电子显微镜 (SEM) 表征合成的膜的表面形态、表面功能、热稳定性、表面亲水性和机械性能，分别为傅里叶变换红外 (FTIR) 光谱、热重分析、接触角测量和纳米拉伸测试。PSF/PES 膜在琥珀酸回收方面的性能是从合成发酵液中评估的，发酵液由琥珀酸盐、甲酸盐和乙酸盐组成。研究了不同工艺条件（例如聚合物组成、进料浓度和过滤压力）对制造的膜的影响。从 SEM 结果来看，所制造的膜显示形成具有致密外表面的孔。基于一致的 FTIR 和接触角分析，该膜还显示出卓越的热稳定性。显着更高的纯水通量 114.60 Lm PSF/PES 膜在琥珀酸回收方面的性能是从合成发酵液中评估的，发酵液由琥珀酸盐、甲酸盐和乙酸盐组成。研究了不同工艺条件（例如聚合物组成、进料浓度和过滤压力）对制造的膜的影响。从 SEM 结果来看，所制造的膜显示形成具有致密外表面的孔。基于一致的 FTIR 和接触角分析，该膜还显示出卓越的热稳定性。显着更高的纯水通量 114.60 Lm PSF/PES 膜在琥珀酸回收方面的性能是从合成发酵液中评估的，发酵液由琥珀酸盐、甲酸盐和乙酸盐组成。研究了不同工艺条件（例如聚合物组成、进料浓度和过滤压力）对制造的膜的影响。从 SEM 结果来看，所制造的膜显示形成具有致密外表面的孔。基于一致的 FTIR 和接触角分析，该膜还显示出卓越的热稳定性。显着更高的纯水通量 114.60 Lm 和过滤压力对制造的膜进行了研究。从 SEM 结果来看，所制造的膜显示形成具有致密外表面的孔。基于一致的 FTIR 和接触角分析，该膜还显示出卓越的热稳定性。显着更高的纯水通量 114.60 Lm 和过滤压力对制造的膜进行了研究。从 SEM 结果来看，所制造的膜显示形成具有致密外表面的孔。基于一致的 FTIR 和接触角分析，该膜还显示出卓越的热稳定性。显着更高的纯水通量 114.60 Lm-2 ħ -1观察到100层％的PES / PVA和128.40 Lm的-2 ħ -1涂有PVA的75％PSF / PES共混膜的纯水通量。随着压力的降低和进料浓度的降低，排斥性能得到改善。PSF/PES 混合膜对合成肉汤的琥珀酸盐截留率高达 99.9%。可以得出结论，PSF/PES/PVA 涂层膜在从合成发酵液中分离琥珀酸的应用中具有很大的潜力。
更新日期：2021-09-27
中文翻译：
具有增强防污性能的混合聚砜/聚醚砜 (PSF/PES) 膜，用于从发酵液中的有机酸中分离琥珀酸盐
生物污垢是从发酵液中分离琥珀酸的一个严峻挑战，因为其复杂的混合物含有大量溶解有机物、代谢物、残留矿物盐和细菌的离解和非离解形式。本研究制造并展示了一种坚固的混合聚砜/聚醚砜 (PSF/PES) 膜，以减轻生物基琥珀酸分离过程中遇到的挑战。PSF/PES 膜是通过相转化技术以不同聚合物组成制造的，并涂有聚乙烯醇 (PVA) 以增强其防污性能。通过扫描电子显微镜 (SEM) 表征合成的膜的表面形态、表面功能、热稳定性、表面亲水性和机械性能，分别为傅里叶变换红外 (FTIR) 光谱、热重分析、接触角测量和纳米拉伸测试。PSF/PES 膜在琥珀酸回收方面的性能是从合成发酵液中评估的，发酵液由琥珀酸盐、甲酸盐和乙酸盐组成。研究了不同工艺条件（例如聚合物组成、进料浓度和过滤压力）对制造的膜的影响。从 SEM 结果来看，所制造的膜显示形成具有致密外表面的孔。基于一致的 FTIR 和接触角分析，该膜还显示出卓越的热稳定性。显着更高的纯水通量 114.60 Lm PSF/PES 膜在琥珀酸回收方面的性能是从合成发酵液中评估的，发酵液由琥珀酸盐、甲酸盐和乙酸盐组成。研究了不同工艺条件（例如聚合物组成、进料浓度和过滤压力）对制造的膜的影响。从 SEM 结果来看，所制造的膜显示形成具有致密外表面的孔。基于一致的 FTIR 和接触角分析，该膜还显示出卓越的热稳定性。显着更高的纯水通量 114.60 Lm PSF/PES 膜在琥珀酸回收方面的性能是从合成发酵液中评估的，发酵液由琥珀酸盐、甲酸盐和乙酸盐组成。研究了不同工艺条件（例如聚合物组成、进料浓度和过滤压力）对制造的膜的影响。从 SEM 结果来看，所制造的膜显示形成具有致密外表面的孔。基于一致的 FTIR 和接触角分析，该膜还显示出卓越的热稳定性。显着更高的纯水通量 114.60 Lm 和过滤压力对制造的膜进行了研究。从 SEM 结果来看，所制造的膜显示形成具有致密外表面的孔。基于一致的 FTIR 和接触角分析，该膜还显示出卓越的热稳定性。显着更高的纯水通量 114.60 Lm 和过滤压力对制造的膜进行了研究。从 SEM 结果来看，所制造的膜显示形成具有致密外表面的孔。基于一致的 FTIR 和接触角分析，该膜还显示出卓越的热稳定性。显着更高的纯水通量 114.60 Lm-2 ħ -1观察到100层％的PES / PVA和128.40 Lm的-2 ħ -1涂有PVA的75％PSF / PES共混膜的纯水通量。随着压力的降低和进料浓度的降低，排斥性能得到改善。PSF/PES 混合膜对合成肉汤的琥珀酸盐截留率高达 99.9%。可以得出结论，PSF/PES/PVA 涂层膜在从合成发酵液中分离琥珀酸的应用中具有很大的潜力。
京公网安备 11010802027423号