ساخت و ارزيابي غشاي نانو كامپوزيت اولترافيلتراسيون الياف توخالي به منظور استفاده در بيوراكتورهاي غشايي

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش، به منظور ساخت غشاي نانوكامپوزيت اولترافيلتراسيون الياف¬توخالي، ابتدا به وسيله نرم افزار Design Expert طراحي آزمايشي جهت يافتن مقادير بهينه غلظت¬هاي پليمر، حفره¬ساز و نانوذره صورت گرفت و غشاهاي تخت به روش وارونگي فاز ساخته شد. نانوذره گرافن¬اكسايد بر پايه زغال چوب (CNM) با خاصيت آبدوستي زياد و ساختار ورقه اي به منظور اصلاح عملكرد غشاها مورد استفاده قرار گرفت. بعد از تعيين مقادير بهينه، تأثير نانوذرهCNM بر ساختار و عملكرد غشاي تخت مورد بررسي قرار گرفت و در نهايت مقادير بهينه به غشاي الياف¬توخالي منتقل شد. غشاهاي الياف ¬توخالي نانوكامپوزيت در سه تركيب درصد مختلف نانوذره به روش خشك/مرطوب ريسندگي شد. عملكرد غشاها در مقابل حذف پروتيئن BSA ارزيابي شد و بعد از آماده شدن شرايط بيوراكتور و رساندن غلظت توده زيستي به 6000 ميلي¬گرم بر ليتر، عملكرد غشاهاي الياف¬توخالي در بيوراكتور مورد بررسي قرار گرفت. آناليزهاي FESEM، FTIR، AFM، EDX، Tensilensile strength و زاويه تماس جهت مشخصه¬يابي غشاها مورد استفاده قرار گرفت. افزايش تخلخل و ميانگين اندازه حفرات، كاهش زبري سطح، افزايش آب¬دوستي سطح و بهبود خواص ضد¬گرفتگي براي غشاي حاوي 5/0 وزني نانوذره CNM نسبت به غشاي خالص مشاهده شد. نتايج حاصل نشان¬ دهنده¬ي اثر مثبت نانوذره CNM بر ويژگي¬هاي سطحي و عملكرد غشا در بيوراكتور مي¬باشد. ميزان حذف COD و پس¬زني پروتئين به ترتيب 8/95 و 3/94 درصد براي غشاي بهينه حاوي 5/0 وزني نانوذره CNMبه دست آمد. همچنين، شار آب خالص LMH/bar 3/196 و نسبت شار برگشتي 85 درصد براي غشاي بهينه حاصل شد.

211069

دانشگاه علم و صنعت ايران

مريم احمد زاده توفيقي

مهندسي شيمي

تورج محمدي