ساخت غشاي لايه نازك (TFC) و بهبود آن براي فرآيند اسمز مستقيم با استفاده از نانو ذرات كربني

كارشناسي ارشد

در اين مطالعه، غشاي كامپوزيتي لايه نازك (TFC) توسط نانو الياف كربني (CNFs) براي بهبود عملكرد اسمز مستقيم (FO) اصلاح شد. براي بهبود آبدوستي سطح و پراكندگي نانو الياف كربني در ماتريس پليمر، CNFها توسط گروه‌هاي كربوكسيلي عامل‌دار شدند. غلظت‌هاي وزني مختلف نانو الياف كربني كربوكسيله (0، 1/0، 3/0 و 5/0 درصد وزني) و غلظت 3/0 درصد وزني نانو الياف كربني خام به زيرلايه‌هاي پلي سولفوني (PSF) اضافه شد و سپس آبدوستي، تخلخل، زبري سطح و مورفولوژي زيرلايه‌هاي نانوكامپوزيتي ارزيابي شد. مشخص شد كه وجود نانو الياف كربني كربوكسيله در ماتريس پليمري به طور قابل توجهي خواص زيرلايه‌هاي غشايي را بهبود بخشيده و منجر به افزايش نفوذپذيري آب مي‌شود. براي ساخت غشاهاي TFC-FO از محلول‌هاي فنيلين دي‌آمين (MPD) در آب و تري مزوئيل كلرايد (TMC) در محلول هگزان جهت تشكيل لايه نازك پلي آميدي (PA) در بالاي زيرلايه‌هاي آماده‌شده استفاده شد. عملكرد FO غشاي TFC-FO با استفاده از آب مقطر به عنوان محلول خوراك و محلول يك مولار NaCl به عنوان محلول كشنده در هر دو جهت FO (لايه فعال در تماس با محلول خوراك) و PRO (لايه فعال در تماس با محلول كشنده) بررسي شد. استفاده از نانو الياف كربني كربوكسيله، پارامتر ساختاري (S) غشاهاي لايه نازك را كاهش داده و منجر به كاهش قطبيدگي غلظتي داخلي (ICP) مي‌شود و از اين طريق شار آب غشاهاي TFC-FO را بهبود مي‌بخشد. نتايج نشان مي‌دهد، غشاي TFC حاوي 3/0 درصد وزني از نانو الياف كربني كربوكسيله به عنوان غشاي بهينه بدست آمده است. شار آب FO اين غشا تقريباً 2 برابر غشاي TFC بدون نانو ذره در هر دو حالت بوده و شار نمك معكوس بهبود يافته است، شار آب LMH08/13 و شار نمك برگشتي ويژه معادل 24/0 گرم بر ليتر بدست آمد كه از محلول M NaCl 1 به عنوان محلول كشنده استفاده شد و از آب مقطر به عنوان محلول خوراك تحت FO استفاده شد. اين كار آزمايشگاهي بيان مي‌كند استفاده از مقدار مناسب نانو الياف كربني كربوكسيله در زيرلايه‌هاي PSF مي‌تواند باعث افزايش شار آب و گزينش‌گري غشاها و درنتيجه بهبود عملكرد غشاهاي TFC-FO در طي فرآيند FO ‌شود.

194566

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر سليمان صاحبي

فرايندهاي جداسازي

دكتر تورج محمدي