بررسي نظري تاثير گروه هاي عاملي در عملكرد غشاهاي تبادلگر آنيوني براي فرايند يون زدايي ظرفيتي غشايي

كارشناسي ارشد

يكي از مهمترين اهداف استفاده از غشاهاي تبادل يون در فناوري يون¬زدايي ظرفيتي غشايي، حذف گزينشي يون¬هاي آلاينده از آب مي¬باشد. از عوامل تعيين¬كننده در عملكرد غشاهاي تبادل يون، گروه¬هاي عاملي باردار تثبيت شده در ساختار آن¬ها مي¬باشد. با توجه به اهميت موضوع بهبود عملكرد غشاهاي تبادل يون در اين فناوري و همچنين وجود خلأ تحقيقاتي در رابطه با توسعه غشاهاي گزينش¬¬پذير نسبت به آنيون¬هاي با خواص فيزيكي مشابه همچون نيترات و كلر، در اين پژوهش از شبييه¬سازي ديناميك مولكولي به عنوان يك ابزار بسيار مفيد در بررسي تعاملات ميكروسكوپي و شناخت پديده¬هاي انتقال در ساختار غشاهاي تبادل آنيون استفاده شده¬ است. در اين پايان¬نامه، تاثير افزايش طول زنجيره كربني گروه¬هاي عاملي تري¬متيل¬آمين، تري¬اتيل¬آمين، تري¬پروپيل¬آمين و تري¬بوتيل¬آمين در غشا با پايه پلي¬سولفون بر تمايل به جذب دو يون نيترات و كلر در ساختار غشا و همچنين هدايت آن¬ها مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين هدف از پارامترهاي مختلف ساختاري و ترموديناميكي همچون تابع توزيع شعاعي، پتانسيل ميانگين نيرو و ميانگين مربع جابه¬جايي استفاده شده است. در مرحله اول از شبيه¬سازي ميزان حداكثر جذب آب توسط گروه عاملي تري¬متيل¬آمين به عنوان آبدوست¬ترين گروه عاملي در تحقيقات تجربي تعيين گرديده است. پس از تعيين ميزان آب مناسب، غشا با گروه¬هاي عاملي متفاوت با درصد وزني آب تعيين¬شده در مرحله اول مورد¬¬ مقايسه قرار¬¬ گرفته¬اند. نتايج به دست آمده نشان¬دهنده كاهش ميزان جذب آب با افزايش طول زنجيره كربني گروه عاملي مي¬باشد. با افزايش طول زنجيره كربني گروه¬هاي عاملي از تري¬متيل¬آمين به تري¬بوتيل¬¬آمين ميزان توزيع يون¬هاي نيترات و كلر در حول گروه¬هاي عاملي به ترتيب 42 و 68 درصد كاهش يافته است. كه نشان¬ دهنده كاهش بيشتر تمايل يون كلر نسبت به نيترات به جذب و برهمكنش با گروه¬هاي عاملي مي¬باشد. همچنين پارامتر ميانگين مربع جابه¬جايي نشان مي¬دهد كه با افزايش طول زنجيره كربني گروه¬هاي عاملي هدايت يون¬ها در غشا كاهش پيدا كرده است. از طرفي در تمامي غشاها ميزان هدايت يون كلر بيشتر از نيترات مي¬باشد. به طور كلي نتايج به دست آمده از اين تحقيق نشان¬ داده است كه با افزايش طول زنجيره كربني گروه¬هاي عاملي از تري¬متيل¬آمين به تري¬بوتيل¬آمين، ميزان تمايل يون نيترات به جذب در ساختار غشا نسبت به يون كلر افزايش يافته و باعث بهبود گزينش¬پذيري غشا نسبت به نيترات مي¬گردد.

195412

دانشگاه علم و صنعت ايران

فرايندهاي جداسازي

دكتر سوسن روشن ضمير