Σύνθετες μεμβράνες νανοδιήθησης : παρασκευή, χαρακτηρισμός και εφαρμογή στον διαχωρισμό δισθενών από μονοσθενή ιόντα από υδατικά συστήματα

Simple item page
datacite.contributor.RelatedPersonΜπόκιας, Γεώργιος
datacite.contributor.RelatedPersonΑνδρεοπούλου, Αικατερίνη
datacite.contributor.SupervisorΝτεϊμεντέ, Χρυσοβαλάντω
dc.contributor.authorΛεωνιδοπούλου, Χριστίνα
dc.contributor.otherLeonidopoulou, Christina
dc.date.accessioned2026-08-07T05:22:47Z
dc.date.available2026-08-07T05:22:47Z
dc.date.issued2026-07-30
dc.degreemasterThesis
dc.description.abstractΗ παρούσα διπλωματική εργασία αφορά την ανάπτυξη και τον χαρακτηρισμό σύνθετων μεμβρανών νανοδιήθησης (NF) μέσω της τεχνικής Layer-by-Layer (LbL), που να συνδυάζουν ταυτόχρονα την ικανοποιητική διαπερατότητα νερού με την αυξημένη ικανότητα απόρριψης αλάτων. Αρχικά παρασκευάστηκαν πορώδη υποστρώματα υπερδιήθησης που βασίζονται στην πολυσουλφόνη (PSf) με τη μέθοδο αναστροφής φάσεων με εμβάπτιση σε λουτρό μη διαλύτη (Non-Solvent Induced Phase Separation, NIPS), χρησιμοποιώντας διαφορετικές συγκεντρώσεις και μοριακά βάρη πολυ βινυλοπυρρολιδόνης (PVP), καθώς και προσθήκη πολυαιθυλενιμίνης (PEI) στο πολυμερικό διάλυμα. Πραγματοποιήθηκε ανάπτυξη πολυηλεκτρολυτικών πολυστρωματικών υμενίων μέσω διαδοχικής εναπόθεσης του ζεύγους πολυηλεκτρολυτών PSSNa/PTMAEMC αλλά και PSSNa/PTMAEMC-co-DMAM πάνω στα πορώδη υποστρώματα που αναπτύχθηκαν με τις βέλτιστες ιδιότητες. Μελετήθηκε η επίδραση του αριθμού των διπλοστοιβάδων (bilayers), της συγκέντρωσης και του μοριακού βάρους της PVP του υποστρώματος, καθώς και της ιοντικής ισχύος των διαλυμάτων εναπόθεσης, στη μορφολογία και στις ιδιότητες των τελικών μεμβρανών. Ο χαρακτηρισμός των υποστρωμάτων και των LbL μεμβρανών πραγματοποιήθηκε μέσω μετρήσεων διαπερατότητας καθαρού νερού (PWP), γωνίας επαφής νερού, ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης (SEM), ATR-FTIR και XPS φασματοσκοπίες. Από τα αποτελέσματα προέκυψε ότι η αύξηση του αριθμού των bilayers οδηγεί σε σημαντική μείωση της διαπερατότητας, γεγονός που αποδίδεται στην αύξηση του πάχους και της πυκνότητας του εκλεκτικού στρώματος, καθώς και στη μερική κάλυψη των επιφανειακών πόρων του υποστρώματος. Παράλληλα, παρατηρήθηκε βελτίωση της απόρριψης θειικών αλάτων, επιβεβαιώνοντας ότι η ανάπτυξη του πολυηλεκτρολυτικού φιλμ ενισχύει την εκλεκτικότητα της μεμβράνης. Επιπλέον, μελετήθηκε η επίδραση της ιοντικής ισχύος κατά την εναπόθεση των πολυηλεκτρολυτών. Η παρουσία περίσσειας NaCl στο διάλυμα του PSSNa αποδείχθηκε πως επηρέασε την απόδοση της τελικής μεμβράνης. Τα αποτελέσματα της εργασίας επιβεβαιώνουν ότι η τεχνική LbL αποτελεί αποτελεσματική προσέγγιση για την ανάπτυξη μεμβρανών νανοδιήθησης, καθώς επιτρέπει τον έλεγχο της δομής και των ιδιοτήτων του εκλεκτικού στρώματος μέσω τροποποίησης παραμέτρων όπως ο αριθμός bilayers, η ιοντική ισχύς και τα χαρακτηριστικά του υποστρώματος.
dc.description.translatedabstractThis thesis focuses on the development and characterization of nanofiltration (NF) composite membranes through the Layer-by-Layer (LbL) technique, aiming at the fabrication of membranes with satisfactory water permeability and enhanced salt rejection performance. Initially, porous polysulfone (PSf) ultrafiltration substrates were prepared via the Non-Solvent Induced Phase Separation (NIPS) method, using different PVP concentrations and molecular weights, as well as the addition of polyethyleneimine (PEI) to the casting solution. Polyelectrolyte multilayer films were subsequently developed through the sequential deposition of the polyelectrolyte pairs PSSNa/PTMAEMC and PSSNa/PTMAEMC-co-DMAM on the optimized porous supports. The effect of the number of bilayers, the concentration and molecular weight of PVP in the substrate, as well as the ionic strength of the deposition solutions, on the morphology and properties of the final membranes was investigated. The characterization of the substrates and the LbL membranes was carried out through pure water permeability (PWP) measurements, water contact angle measurements, scanning electron microscopy (SEM), ATR-FTIR, and XPS spectroscopy. The results showed that increasing the number of bilayers leads to a significant decrease in permeability, which is attributed to the increase in thickness and density of the selective layer, as well as to the partial coverage of the substrate surface pores. At the same time, an improvement in sulfate salt rejection was observed, confirming that the formation of the polyelectrolyte film enhances membrane selectivity. In addition, the effect of ionic strength during polyelectrolyte deposition was investigated. The presence of excess NaCl in the PSSNa solution was shown to affect the performance of the final membrane. The results of this work confirm that the LbL technique is an effective approach for the development of nanofiltration membranes, as it allows control over the structure and properties of the selective layer through the adjustment of parameters such as the number of bilayers, ionic strength, and substrate characteristics.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10889/32672
dc.language.isoel
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectΠολυηλεκτρολυτικά στρώματα
dc.subjectΜεμβράνες νανοδιήθησης
dc.subjectΠολυηλεκτρολύτες
dc.subjectΠολυσουλφόνη
dc.subjectΑναστροφή φάσεων
dc.subjectΠολυστυρενιοσουλφονικό νάτριο
dc.subjectΧλωριούχο πολυ(τριμεθυλαμινοαιθυλ μεθακρυλικό)
dc.subjectΔιαπερατότητα καθαρού νερού
dc.subjectΑπόρριψη αλάτων
dc.subjectΕκλεκτικότητα μεμβρανών
dc.subjectΠόροι
dc.subjectΓωνία επαφής
dc.subject.alternativeLayer-by-Layer
dc.subject.alternativeNanofiltration membranes
dc.subject.alternativePolyelectrolyte layers
dc.subject.alternativePolyelectrolytes
dc.subject.alternativePolysulfone
dc.subject.alternativePhase inversion
dc.subject.alternativeSodium polystyrene sulfonate
dc.subject.alternativePoly(trimethylaminoethyl methacrylate) chloride
dc.subject.alternativePure water permeability
dc.subject.alternativeSalt rejection
dc.subject.alternativeMembrane selectivity
dc.subject.alternativePores
dc.subject.alternativeContact angle
dc.titleΣύνθετες μεμβράνες νανοδιήθησης : παρασκευή, χαρακτηρισμός και εφαρμογή στον διαχωρισμό δισθενών από μονοσθενή ιόντα από υδατικά συστήματα
dc.title.alternativeComposite nanofiltration membranes : preparation, characterization and application for divalent/monovalent ion separation in water systems

Files

Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
Διπλωματική εργασία Λεωνιδοπούλου_Χριστίνα 30_7.pdf
Size:
3.69 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
5.02 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description:
Download

Collections

Τμήμα Χημείας (ΜΔΕ)

Επικοινωνία: Βιβλιοθήκη & Κέντρο Πληροφόρησης,
Πανεπιστήμιο Πατρών, Ριο, 26504, Πάτρα.
Τηλ: 2610 969626 / Ηλεκτρονικό Ταχυδρομείο: nemertes@upatras.gr

Contact: Library & Information Center,
University of Patras, Rio, 265 04, Patras, Greece.
Tel. 0030 2610 969626 / Email: nemertes@upatras.gr

Βοήθεια: Για καταθέτες

Developed by UPatras | Supported by