بهبود عملكرد غشاهاي تبادل كاتيون براي فرآيند الكترودياليز

كارشناسي ارشد

چكيده غشاهاي تبادل يون نمونهاي از غشاهاي جداسازي پيشرفته هستند كه در صنايع مختلف كاربردهاي گسترده اي دارند. يكي از مهم ترين كاربرد اين غشناها، به كارگيري آنها در فرآيند الكترودياليز ميباشد. اين غشاها داراي سننناختناري پليمري بنا بارهاي ثابت مثبت و يا منفي بوده كه در اثر اعمال ميدان الكتريكي يونهاي داراي بار مشخصي را از يونهاي داراي بار مخالف جدا ميكنند. اين غشاها بايد گزينشگري مناسب، مقاومت الكتريكي پايين و پايداري شننيميايي، مكانيكي و حرارتي بالايي داشننته باشننند. با توجه به اين مواننوع، در تحقيب پيش رو سننتز غشاهاي تبادل كاتيون ناهمگن با هد بهبود خصوصيات آنها بررسي شده است. در اين تحقيب، ابتدا پليمر پليسولفون اPSF )به عنوان ماتريس پليمري انتخاب شد و نتايج مربوط به تاثير نوع رزين تبادل كاتيون (آمبرلايت 120-IR و پرولايت E-C100 (و ميزان بارگذاري ذرات رزين در ماتريس غشننا بررسني شده است. غشاهاي سنتز شده با رزين پرولايت عملكرد بهتري داشتند. با افزايش درصد ذرات رزين خصنوصنيات الكتروشننيميايي غشناها بهبود يافتند. غشناي بهينه با عدد انتقال 624/3 و مقاومت الكتريكي ا 2 cm.Ω )92/34 بدسنت آمد. به علت شنرايو نسنبتا سخت سنتز غشاهاي پليسولفون در درصدهاي بالاي ذرات رزين، اين پليمر كنار گذاشته شد و براي ادامهي كار پليمر پليوينيلكلرايد اPVC )به عنوان ماتريس پليمري انتخاب گرديد. غشنناهاي PVC با نسننبت 3:3 ارزين: پليمر( به عنوان غشنناي پايه سنننتز شنندند و عملكرد بسننيار مناسننبي داشننتند. به طوري كه عدد انتقال و مقاومت الكتريكي غشنناي پايه به ترتيب برابر 617/3 و ا 2 cm.Ω )34/32 به دسنت آمد. به منظور بهبود خواص غشناها، نانوذرات اكسنيد سنريم اCeO2 ،) پليآنيلين خال اPANI )و پليآنيلين اصنلا) شده اSiO2/PANI )انتخاب شده و در درصدهاي مختلف به محلول ريختهگري افزوده شندند. نانوذرات CeO2 به دليل خاصيت الكتريكي و جذب سطحي، خواص غشا را 2 بهبود بخشيدند. غشاي بهينه با عدد انتقال 673/3 و مقاومت الكتريكي ا اين از% 4 نسبت در 9/42 )Ω.cm نانوذره انسنبت به وزن كل جامد( بدسنت آمد. نانوذرات PANI به دليل خاصنيت رسانايي، جذب سطحي و تبادل يون، خواص غشنناها را بهبود بخشننيدند، به طوري كه غشنناي بهينه با عدد انتقال 699/3 و مقاومت الكتريكي 91/9 در نسنبت 4/3 % افزودني حاصل شد. نانوذرات SiO2/PANI علاوه بر خاصيت جذب سطحي بالاتر، با داشنتن سنطو ويژهي بسيار بالا، خواص غشا را بهبود بخشيدند. غشاي بهينه با عدد انتقال 692/3 و مقاومت الكتريكي 34/9 در نسبت 4/3 % افزودني بدست آمد. واژههاي كليدي: الكترودياليز، غشاي تبادل كاتيون ناهمگن، نانوذرهي اكسيد سريم، نانوذرات پليآنيلين

191335

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر توان كيخاوني

فرآيندهاي جداسازي

دكتر سيد نظام الدين اشرفي زاده