ANTIBACTERIAL PROPERTIES OF CERAMIC MEMBRANES WITH TiO2 SELECTIVE LAYER
Uložené v:
| Názov: | ANTIBACTERIAL PROPERTIES OF CERAMIC MEMBRANES WITH TiO2 SELECTIVE LAYER |
|---|---|
| Zdroj: | Journal of Chemistry and Technologies; Vol. 32 No. 2 (2024): Journal of Chemistry and Technologies; 351-362 Journal of Chemistry and Technologies; Том 32 № 2 (2024): Journal of Chemistry and Technologies; 351-362 |
| Informácie o vydavateľovi: | Oles Honchar Dnipro National University, 2024. |
| Rok vydania: | 2024 |
| Predmety: | бактеріальне забруднення, антибактеріальні властвості, bacterial contamination, мембарна, selective layer, titanium(IV) oxide, сeramic matrix, керамічна матриця, селективний шар, antibacterial properties, membrane, Титан(IV) оксид |
| Popis: | The use of ceramic membranes is an effective way to reduce microbial contamination of water without chemicals. Ceramic membranes have a longer service life and more environmentally friendly disposal methods. Creating inexpensive ceramic membranes significantly reduces the load on fine filtration installations, which is especially important for the pharmaceutical, biotechnological and food industries. The aim of the work was to manufacture ceramic membranes of asymmetric configuration based on a matrix and a TiO2-containing selective layer and to investigate the ability of ceramic matrices/membranes to reduce turbidity, chemical oxygen demand and the level of microbial pollution. Two samples of ceramic membrane matrices were synthesized: CM-1 based on aluminium oxide, silicon carbide, borax, ammonium carbonate, and CM-2 based on kaolin, silicon carbide, borax, ammonium bicarbonate and silicon oxide. Various selective coatings were applied to the ceramic matrices by the spin-coating method. To determine and compare the characteristics of the obtained ceramic matrices/membranes, the raw (natural) and purified water were analyzed for the presence of suspended solids (nephelometric method), chemical oxygen demand (photometric method) and the level of microbial contamination (CFU/mL). The antibacterial properties of ceramic membranes were evaluated using the zone of inhibition test, namely the diffusion method in agar. Features of membrane morphology were also studied using scanning electron microscopy. It was determined that the turbidity, chemical oxygen consumption and microbial contamination of the treated water after filtration were reduced. The CM-1.10 ceramic membrane with TiO2 selective layer showed greater efficiency in reducing suspended solids contaned and microbiological pollution indicators. The prospect of using ceramic matrices and ceramic membranes with TiO2 selective layer for natural water purification to eliminate bacterial contamination and contamination with organic substances and improve the organoleptic qualities of water has been confirmed. Використання керамічних мембран є ефективним способом зменшення мікробного забруднення води без застосування хімічних речовин. Керамічні мембрани мають помітно довший термін служби та більш екологічні методи утилізації порівняно з полімерними. Створення низьковартісних керамічних мембран значно зменшує навантаження на установки тонкої фільтрації. Метою роботи було виготовлення керамічних мембран асиметричної конфігурації на основі матриці та TiO2-вмісного селективного шару й дослідження здатності керамічних матриць/мембран зменшувати каламутність, хімічне споживання кисню та рівень мікробного забруднення води. Синтезовані два зразки керамічних мембранних матриць: КМ-1 – на основі алюміній оксиду, сіліцій (IV) карбіду, бури, амонію карбонату; та КМ-2 – на основі каоліну, сіліцій (IV) карбіду, бури, амонію бікарбонату та сіліцій (IV) оксиду. На них методом спін-коатингу наносили селективні шари різного складу. Для визначення та порівняння характеристик отриманих керамічних матриць/мембран вихідну природну та очищену воду аналізували на наявність завислих речовин, хімічне споживання кисню та рівень мікробного забруднення (КУО/мл). Антибактеріальні властивості керамічних мембран оцінювали за допомогою тесту зони інгібуванняі. Особливості морфології керамічних мембран вивчали за допомогою скануючої електронної мікроскопії. Встановлено, що каламутність, хімічне споживання кисню та мікробне забруднення очищеної води після фільтрації через мембрани зменшуються. Керамічна мембрана СМ-1.10 з селективним шаром на основі TiO2 показала найбільшу ефективність у зниженні вмісту завислих речовин та показників мікробіологічного забруднення води. |
| Druh dokumentu: | Article |
| Popis súboru: | application/pdf |
| Jazyk: | English |
| ISSN: | 2663-2934 2663-2942 |
| Prístupová URL adresa: | http://chemistry.dnu.dp.ua/article/view/298738 |
| Rights: | CC BY |
| Prístupové číslo: | edsair.scientific.p..ffd00dc25cb81dcb4fb0fadb36b46b24 |
| Databáza: | OpenAIRE |
Nájsť tento článok vo Web of Science | Abstrakt: | The use of ceramic membranes is an effective way to reduce microbial contamination of water without chemicals. Ceramic membranes have a longer service life and more environmentally friendly disposal methods. Creating inexpensive ceramic membranes significantly reduces the load on fine filtration installations, which is especially important for the pharmaceutical, biotechnological and food industries. The aim of the work was to manufacture ceramic membranes of asymmetric configuration based on a matrix and a TiO2-containing selective layer and to investigate the ability of ceramic matrices/membranes to reduce turbidity, chemical oxygen demand and the level of microbial pollution. Two samples of ceramic membrane matrices were synthesized: CM-1 based on aluminium oxide, silicon carbide, borax, ammonium carbonate, and CM-2 based on kaolin, silicon carbide, borax, ammonium bicarbonate and silicon oxide. Various selective coatings were applied to the ceramic matrices by the spin-coating method. To determine and compare the characteristics of the obtained ceramic matrices/membranes, the raw (natural) and purified water were analyzed for the presence of suspended solids (nephelometric method), chemical oxygen demand (photometric method) and the level of microbial contamination (CFU/mL). The antibacterial properties of ceramic membranes were evaluated using the zone of inhibition test, namely the diffusion method in agar. Features of membrane morphology were also studied using scanning electron microscopy. It was determined that the turbidity, chemical oxygen consumption and microbial contamination of the treated water after filtration were reduced. The CM-1.10 ceramic membrane with TiO2 selective layer showed greater efficiency in reducing suspended solids contaned and microbiological pollution indicators. The prospect of using ceramic matrices and ceramic membranes with TiO2 selective layer for natural water purification to eliminate bacterial contamination and contamination with organic substances and improve the organoleptic qualities of water has been confirmed.<br />Використання керамічних мембран є ефективним способом зменшення мікробного забруднення води без застосування хімічних речовин. Керамічні мембрани мають помітно довший термін служби та більш екологічні методи утилізації порівняно з полімерними. Створення низьковартісних керамічних мембран значно зменшує навантаження на установки тонкої фільтрації. Метою роботи було виготовлення керамічних мембран асиметричної конфігурації на основі матриці та TiO2-вмісного селективного шару й дослідження здатності керамічних матриць/мембран зменшувати каламутність, хімічне споживання кисню та рівень мікробного забруднення води. Синтезовані два зразки керамічних мембранних матриць: КМ-1 – на основі алюміній оксиду, сіліцій (IV) карбіду, бури, амонію карбонату; та КМ-2 – на основі каоліну, сіліцій (IV) карбіду, бури, амонію бікарбонату та сіліцій (IV) оксиду. На них методом спін-коатингу наносили селективні шари різного складу. Для визначення та порівняння характеристик отриманих керамічних матриць/мембран вихідну природну та очищену воду аналізували на наявність завислих речовин, хімічне споживання кисню та рівень мікробного забруднення (КУО/мл). Антибактеріальні властивості керамічних мембран оцінювали за допомогою тесту зони інгібуванняі. Особливості морфології керамічних мембран вивчали за допомогою скануючої електронної мікроскопії. Встановлено, що каламутність, хімічне споживання кисню та мікробне забруднення очищеної води після фільтрації через мембрани зменшуються. Керамічна мембрана СМ-1.10 з селективним шаром на основі TiO2 показала найбільшу ефективність у зниженні вмісту завислих речовин та показників мікробіологічного забруднення води. |
|---|---|
| ISSN: | 26632934 26632942 |