Nr wniosku: 153922, nr raportu: 121. Kierownik (z rap.): mgr inż

Nr wniosku: 153922, nr raportu: 121. Kierownik (z rap.): mgr inż. Katarzyna Smolińska-Kempisty
W obecnych czasach, gdy zrównoważony rozwój staje się nadrzędnym celem działania, poszukiwane są metody
pozyskiwanie surowców z rozcieńczonych roztworów. Do poszukiwanych surowców należy lit, który znajduje
zastosowanie w energetyce, transporcie i w medycynie. Pozyskiwanie tego pierwiastka z wód geotermalnych, słonych
jezior czy z wody morskiej nadal znajduje się w fazie badań wstępnych z dominującymi metodami sorpcyjnymi. Z tego
powodu badania alternatywnych metod wydzielania litu z roztworów wodnych, w tym metod membranowych, stanowiły
istotny element przedstawionego projektu.
Pierwszym etapem badań było wykorzystanie dielektrycznych wyładowań barierowych do aktywacji powierzchni
membran z poli(tereftalanu etylenu), PET a następnie szczepienie na membranach łańcuchów polimerów czułych na
bodźce (pH-kwas akrylowy, AA; temperatura: N-izopropyloakryloamid, NIPAM oraz tlenek etylenu-co-tlenek
propylenu, Rokopol). Skuteczność tego typu układów sprawdzono w procesie kontrolowanego blokowaniu porów. W
kolejnym etapie badań przeprowadzono kopolimeryzację NIPAM, PPO/PEO oraz AA z glikolową pochodną kwasu
metakrylowego, DEGMEM, a następnie szczepiono otrzymane kopolimery na membranach. W etapie końcowym
sprawdzono selektywność otrzymanych układów dialitycznych w separacji jonów litu, sodu i potasu.
Szczepiąc na membranach łańcuchy polimerów AA, NIPAM oraz ich kopolimery z jonoforami otrzymano efektywnie
działające nanozawory. Membrany takie charakteryzowały się dużą przepuszczalnością dla wody w określonych
warunkach środowiskowych oraz brakiem przepuszczalności po zmianie tych warunków (odpowiednio pH 4,4 oraz
320C). W przypadku membran, na których szczepione były szczotki Rokopolu, zaobserwowano efekt blokowania porów
jednak otrzymane membrany nie wykazywały żądanej wrażliwości na zmiany warunków środowiskowych.
Właściwości separacyjne modyfikowanych membran PET sprawdzano prowadząc proces dializy 0,1M roztworów LiCl,
NaCl, KCl oraz mieszaniny tych soli. Zależnie od wprowadzonych na membranę szczotek polimerowych, proces
prowadzono w 20 i 450C lub przy pH 3,0 oraz 5,5. Proces separacji przebiegał znacznie efektywniej w przypadku
membran z zaszczepionymi łańcuchami kopolimeru z DEGMEM niż eterem koronowym. Membrany PET z łańcuchami
P(NIPAM-co-DEGMEM) w 200C, w przypadku dializy prowadzonej z 0,1M roztworu soli litu, sodu i potasu,
transportowały o ok. 50% więcej jonów potasu, o ok. 30% więcej jonów litu, i o ok. 7% więcej jonów sodu niż membrany
z PNIPAM. Te same membrany z zaszczepionymi łańcuchami P(NIPAM-co-eter koronowy) transportowały jony na
poziomie zbliżonym do transportu przez membrany z łańcuchami samego PNIPAM. W przypadku szczepienia łańcuchów
PAA i jego kopolimerów zachowane były podobne proporcje. Transport jonów litowców w pH 5,5, przez membrany z
łańcuchami PAA oraz P(AA-co-eter koronowy) klasował się na podobnym poziomie. Natomiast membrany PET z
łańcuchami P(AA-co-DEGMEM) przenosiły o ok. 18% więcej jonów potasu, ok. 28% więcej jonów litu i ok. 10% więcej
jonów sodu niż membrany z łańcuchami PAA. Potwierdza to fakt, że cząsteczki DEGMEM wykazywały właściwości
kompleksujące w stosunku do jonów litowców, a tym samym wspomagały ich transport przez pory membrany. Natomiast
cząsteczki eteru koronowego nie nadają się do procesu tworzenia kanałów jonowych gdyż zatrzymują jony w membranie
i nie wspomagają ich przenoszenia.