ساخت و ارزيابي غشاي نانوفيلتراسيون بار مثبت بر پايه پلي اتر سولفون و نانو ذرات كربني براي تصفيه پساب هاي كاتيوني

دكتراي تخصصي

در اين پژوهش سعي در القاي بار مثبت به غشا با پراكندن نانو لوله هاي داراي بار مثبت درون زمينه پليمر داراي بار منفي است. در ابتدا با استفاده از رويه سطح پاسخ طراحي آزمايش ها براي بدست آوردن بهترين غشاي نانوفيلتر پليمري از پلي اتر سولفون (PES) انجام شد. سپس غشاهاي تركيبي بار مثبت با پراكندن نانولوله هاي كربني چند ديواره (MWCNTs) عامل دار شده با تري اتيلن تترا آمين (TETA) و پلي اتيلن ايمين پر شاخه (HPEI) در زمينه پليمر پلي اتر سولفون ساخته شدند. آزمون هاي FTIR، SEM، TEM، پتانسيل زتا، AFM، زاويه تماس، كشش، DSC و TGA براي ارزيابي نانولوله هاي كربني و غشاهاي ساخته شده به كار رفت. در بهترين بارگذاري براي غشاهاي تركيبي HPEI-MWCNT/PES يعني %wt. 6/0 اندازه حفره nm 81/0، برش مولكولي (MWCO) Da 600 و گذردهي آب خالص L/m2 h 70/75 بود كه نشان دهنده بهبود %109 در مقايسه با غشاي خالص PES است. همچنين در بهترين بارگذاري براي غشاهاي تركيبي TETA-MWCNT/PES يعني %wt. 4/0 اندازه حفره nm 73/0، MWCO Da 570 و گذردهي آب خالص L/m2 h 35/84 بود كه نشان دهنده بهبود %130 در مقايسه با غشاي خالص PES است. آزمون هاي TGA، كشش و گرفتگي بهبود 11، 40 و 33% را به ترتيب براي پايداري حرارتي، مكانيكي و مقاومت در گرفتگي غشاهاي تركيبي نسبت به غشاي خالص را نشان دادند. ترتيب پس زني نمك ها براي هر دو غشاي تركيبي به صورت MgCl2>MgSO4>Na2SO4>NaCl است كه تاثير مهم بار سطح بر عملكرد غشاها را تاييد مي كند. غشاي MH6 براي جداسازي فلزات سنگين به كار گرفته شد. نتايج پس زني به ترتيب (% 39/93) > Pb (% 63/94) Ni > (% 25/95) > Ca (% 84/95) > Cu (% 72/96) > Cd (% 36/97) > Mg (% 06/99) Zn بودكه نشان دهنده ي تركيبي از مكانيسم ممانعت فضايي و دونان در جداسازي فلزات سنگين از پساب است. همچنين غشاي MT4 براي جداسازي دو رنگ كاتيوني و دو رنگ آنيوني به كار رفت. ترتيب پس زني رنگ ها به صورت نارنجي G (% 13/82)< نيلي كارمين (% 12/87) < كريستال بنفش (% 43/98) < رودامين B (% 23/99) است كه نشان دهنده عملكرد عالي غشاي بار مثبت براي جداسازي رنگ هاي كاتيوني است.

190905

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر اميد بختياري

مهندسي شيمي

دكتر تورج محمدي