بهبود عملكرد غشاي نانوفيلتراسيون تصفيه آب با استفاده از نانولوله كربني عاملدار

كارشناسي ارشد

چكيده ‌غشاهاي نانوفيلتراسيون (NF) دسته‌اي از غشاهاي فيلتراسيون هستند كه داراي خواص جداسازي بين اولترافيلتراسيون و اسمزمعكوس هستند. با توجه به چالش متقابل بين گذردهي و پس‌زني كه در غشاهاي NF وجود دارد همواره سعي بر ساختن غشايي با بهترين عملكرد است. در اين پژوهش سعي در ساخت غشاي نانوفيلتر خالص و بهينه‌سازي پارامترهاي مؤثر در فرايند ساخت و در مرحله بعد استفاده از نانولوله‌هاي كربني چندديواره آمين‌دار شده درون زمينه پليمر پايه غشاي NF و بررسي تأثير آن بر عملكرد غشاي نهايي است. در ابتدا با استفاده از رويه سطح پاسخ(RSM) به همراه روش طرح مركب مركزي (CCD) طراحي آزمايش‌ها براي به دست آوردن بهترين غشاي نانوفيلتر پليمري از پلي‌اترسولفون(PES) انجام شد. غشاي پايه با تركيب درصد (wt)PES14٪ تعيين شد. بهينه پارامترهاي واكنش پليمريزاسيون سطحي شامل غلظت مونومرهاي PIP، TMC و زمان واكنش به ترتيب در (w/v) 1/5٪ ، (w/v) 0/2٪ و Sec 45 به دست آمد. عملكرد غشاي ساخته شده تحت شرايط پارامترهاي بهينه با پاسخ گذردهي و پس‌زني نمك MgSO4 بررسي شد كه در مطابقت با جواب‌هاي پيش‌بيني شده توسط مدل بود. سپس غشاهاي تركيبي با پراكندن نانولوله‌هاي كربني چندديواره عاملدار شده با گروه آمين در زمينه پليمر PES ساخته شدند. آزمون‌هاي FTIR، ATR_FTIR، SEM، AFM و زاويه تماس براي ارزيابي نانولوله‌هاي كربني و غشاهاي ساخته شده به كار رفت. در بهترين بارگذاري نانولوله كربني يعني (wt)0/15، گذردهي به LMH/Bar11/84 رسيد كه نشان‌دهنده بهبود 20% در مقايسه با غشاي خالص PES است. با توجه به انجام آزمون‌هاي SEM، زاويه تماس و تخلخل غشاهاي پايه خالص و حاوي نانولوله كربني آميني، تأثير نانولوله‌هاي كربني در كاهش زاويه تماس از °74/84 به °57/99، افزايش تخلخل از 70٪ به 78٪ و افزايش آبدوستي مشاهده شد.

194992

دانشگاه علم و صنعت ايران

فرايندهاي جداسازي

دكتر تورج محمدي - دكتر اميراتابك اسدي