استفاده از پلي‌‌دوپامين براي افزايش آبدوستي غشاي پلي‌اترسولفون به منظور جداسازي روغن از آب

دكتري تخصصي

در اين پژوهش استفاده از دوپامين (DA) براي اصلاح سطحي غشاي پلي‌اترسولوفن (PES) با هدف رسيدن به سطحي با خاصيت آب‌دوستي زياد، روغن‌گريز زير آب و مقاوم در برابر گرفتگي براي جداسازي روغن از آب با استفاده از فرايند اولترافيلتراسيون (UF) مورد بررسي قرار گرفته است. ابتدا تاثير زمان خود-پليمريزاسيون DA به مدت 2 و h 4 مورد پژوهش قرار گرفت. در اين رابطه روش¬هاي آناليز دستگاهي شامل FTIR، FESEM، EDX، AFM زاويه تماس قطره آب، زاويه تماس قطره روغن زير آب و همچنين آزمون¬هاي فيلتراسيون امولسيون روغن سويا در آب مورد بررسي قرار گرفتند. بعد از پوشش‌دهي با پلي‌دوپامين (PDA)، توزيع اندازه حفرات به سمت حفرات كوچك‌تر متمايل شد و سبب تغيير مكانيزم از گرفتگي استاندارد به گرفتگي تشكيل كيك گرديد. افزودن گروه¬هاي آب‌دوست روي سطح غشا و افزايش زبري سبب افزايش خاصيت آب‌دوستي و روغن¬گريزي زير آب غشاي پوشش داده شده با PDA شد كه باعث ايجاد خاصيت ضدگرفتگي در آن‌ها گرديد به‌طوري‌كه ميزان FRR، Rt، Rir و Rr غشاي اصلاح شده به مدت 2 و h 4 به ترتيب 96/50 %، 41/89 %، 04/49 % و 37/40 % و 76/56 %، 29/62 %، 24/43 % و 05/19 % به دست آمد در حالي‌كه ميزان FRR، Rt، Rir و Rr مربوط به غشاي پايه به ترتيب 77/1 %، 38/98 %، 23/98 % و 14/0 % بود. ميزان شار غشاي اصلاح شده به مدت 2 و h 4 به ترتيب 223 % و 793 % نسبت به شار غشاي پايه PES افزايش داشت. ميزان پس‌زني اين دو غشا نيز به ترتيب 87/98 % و 12/99 % به دست آمد كه بيش‌تر از پس‌زني غشاي پايه PES (05/98%) بود. در ادامه، نانولوله هاي كربني چند ديواره آمينه شده (N-MWCNTs) براي اصلاح غشاي پوشش داده شده استفاده شدند. اين اصلاح نيز باعث كاهش اندازه حفرات غشا به nm 77/12 شد. ميزان FRR، Rt، Rir و Rr مربوط به اين غشا به ترتيب 73/95 %، 35/ 22 %، 27/4 % و 08/18 % به دست آمد. نتايج فرايند فيلتراسيون روغن از آب نشان دهنده افزايش 1086% شار آب نسبت به غشاي پايه PES بود. تاثير چهار پارامتر مهم شامل غلظت اوليه روغن، غلظت نمك، فشار و زمان خود-پليمريزاسيون DA بر شار آب پايا مطالعه و مورد بررسي قرار گرفت. بيشينه پاسخ در غلظت اوليه ppm 100روغن، غلظت اوليه ppm 2000 نمك، فشار bar 2 و مدت زمان خود-پليمريزاسيون h 4 به دست آمد. همچنين نتايج فيلتراسيون طولاني مدت با سامانه جريان متقاطع در دو مرحله (h 16) نشان داد شار به دست آمده از L/m2.h 115 (مقدار اوليه) به ترتيب به 87 و L/m2.h 83 در پايان جداسازي مراحل اول و دوم مي¬رسد.

194401

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر مهتدا صدرزاده - دكتر بارت ون در بروگن

مهندسي شيمي

دكتر تورج محمدي