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Membranes (Technology) --- Membrane separation

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L'objectif de cette recherche doctorale est de contribuer à l'étude de propriétés tensioactives et membranaires d'esters dérivés de la glycine bétaïne. Dans ce contexte, des esters de la glycine bétaïne (des chlorures d'alkylbétaïnate : CnBC, n = 10-16) ont été obtenus en utilisant une nouvelle méthodologie de synthèse. La glycine bétaïne (activée par le chlorure de thionyle) et les alcools gras primaires ont été utilisés comme matières premières de base pour la synthèse par voie chimique des CnBC. Quelques paramètres d'optimisation de la synthèse ont été étudiés, tels que la nature du solvant organique, la température, le rapport molaire de réactants et la concentration de ces derniers dans le milieu réactionnel. Ensuite, les propriétés tensioactives et membranaires des CnBC ont été caractérisées en utilisant quelques techniques instrumentales telles que la Balance à film de Langmuir, la Calorimétrie de Titration Isotherme, la Spectrométrie de fluorescence et les mesures du potentiel zêta et de la taille des particules. Le chlorure d'hexadécylbétaïnate (C16BC) a été synthétisé avec un meilleur rendement dans les conditions suivantes : absence de catalyseur/base, un solvant de polarité moyenne (le méthyl-2-butanol-2), une température de 45°C, un rapport molaire dichlorure de bétaïnyle/1-hexadecanol de 3/1 et une concentration en réactants de 0,132 mol/L. Le chlorure de décylbétaïnate (C10BC), le chlorure de dodécylbétaïnate (C12BC) et le chlorure de tétradécylbétaînate (C14BC) ont été obtenus en utilisant les conditions optimales de synthèse de C16BC. Concernant l'organisation interfaciale des CnBC, le C10BC et le C12BC n'ont pas formé de monocouches insolubles à l'interface air-eau à 20°C comparativement à leurs homologues, le C14BC et le C16BC. L'étude de la monocouche de C16BC dans les conditions variées de la sous-phase aqueuse a montré que le pH et les anions monovalents (OHˉ, Brˉ, NO3ˉ, ClO4ˉ) n'ont pas influencé le comportement de la monocouche comparativement à celle dans l'eau avec le Clˉ comme contre-ion tandis que la température au-delà de 25°C, les anions divalents (HPO42-, SO42-) ainsi que la force ionique du sulfate de sodium (Na2SO4) l'ont influencé en ce qui concerne l'aire d'occupation des molécules à l'interface. Les interactions entre les CnBC et les membranes modèles ont montré que dans l'eau, les CnBC, indépendamment de la longueur de la chaîne alkyle, ont fortement pénétré dans les monocouches formées de lipides chargés négativement (dipalmitoylphosphatidylsérine et acide dipalmitoylphosphatidique) tandis que leur pénétration a été moyenne et faible dans les monocouches formées de lipides avec tête polaire petite (dipalmitoylphosphatidyléthanolamine et cholestérol, CHOL) et de lipide avec tête polaire volumineuse (palmitoyloleoylphosphatidylcholine, POPC), respectivement. Dans le tampon salin, l'adsorption de C16BC à l'interface air-eau et sur les surfaces des monocouches lipidiques a été instantanée, et dans tous les cas, son pouvoir pénétrant a été au dessus de la pression présumée des membranes biologiques. Le C16BC a formé des mélanges miscibles et stables avec le POPC et la sphingomyéline tandis qu'un comportement presque idéal a été observé pour ses mélanges avec le CHOL. Une affinité du C16BC pour la membrane bicouche contenant le CHOL a été également observée. L'adsorption des CnBC sur les surfaces des bicouches a été fonction de la longueur de la chaîne alkyle. Le C10BC, le C14BC et le C16BC n'ont pas significativement perturbé les membranes même à des concentrations élevées en TA comparativement au C12BC qui les a fortement perturbées sans pour autant les solubiliser. Dans tous les cas, des particules de charge positive et de taille supérieure à celle des membranes bicouches préparées ont été formées en présence de quantités élevées des CnBC.

membranes --- Esters --- Surfactants --- Betaine. --- Betaine --- Surface tension

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silting --- Wastewater treatment --- Activated sludge --- membranes --- Bioreactors --- Filtration --- Activated carbon

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Cells --- Transport Vesicles. --- Cytology --- Mechanical properties --- Mechanical properties. --- Espai extracel·lular --- Membranes cel·lulars --- Espai extracel·lular. --- Membranes cel·lulars.

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Sponsored by the Membrane Technology Task Committee of the Environmental Council of the Environmental and Water Resources Institute of ASCE. Membrane Technology and Environmental Applications explains the use of membrane materials as a direct, effective, and sustainable way to address environmental problems. Membranes are a core technology for separating material mixtures, such as wastewater and saltwater, and offer significant advantages over other technologies. Membrane technologies are relatively simple in concept and operation, flexible, and compatible with integrated systems in many environments. They can also minimize the use of treatment chemicals, the production of residuals, and energy consumption. This volume provides in-depth technical information on the fundamentals, applications, and recent advances of membrane technology, including state-of-the-art reviews of current research, critical analysis of new processes and materials, and avenues for further study. Chapters examine environmental applications such as treatment of drinking water, wastewater, and industrial wastewater; water reclamation and reuse; desalination; removal of arsenic and emerging contaminants; treatment of greywater and rainwater, and the production of bioproducts from wastewater sludge. New research is described on such topics as membrane fouling, process enhancement, membrane biofilm reactors, nanomaterials, and new separation techniques. Chapters contain extensive illustrations, case studies, summary tables, and up-to-date references. For practicing engineers, environmental and treatment-plant managers, and government officials, this volume is an essential guide for designing and implementing membrane technologies. Educators, graduate and undergraduate students, and researchers involved in environmental engineering and science will find this book to be a valuable learning tool and reference.

Membrane separation. --- Water --- Gas separation membranes. --- Membranes --- Industrial wastes --- Water reclamation --- Biological processes --- Chemical processes --- Drinking water treatment --- Chemical treatment --- Wastewater treatment --- Purification --- Membrane filtration.