اصلاح ساختاری غشای پلیمری پلی‌اتر سولفون با نانوذرات SiO2/ZIF-8 برای فرایند اسمز مستقیم

Authors

  • ساینا اکبری بابل، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، دانشکده مهندسی شیمی، کدپستی 4714871167
  • مجید پیروی بابل، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، دانشکده مهندسی شیمی، کدپستی 4714871167
Abstract:

فرضیه: با وجود کاربرد گسترده غشاهای نانوفیلتری در فرایند اسمز مستقیم (FO)، پدیده قطبش غلظت درونی همچنان از مهم‌ترین چالش‌های این فرایند است. روش‌های مختلفی به‌منظور کاهش اثر این پدیده نامطلوب پیشنهاد شده است که یکی از آن‌ها بارگذاری نانوذرات آب‌دوست در ساختار غشاست. در این پژوهش، از نانوذرات SiO2/ZIF-8 برای بهبود ساختار و عملکرد غشاهای پلی‌اترسولفونی (PES) در فرایند اسمز مستقیم استفاده شده است. روش‌ها: ابتدا، غشای پلی‌اتر‌سولفون با روش وارونگی فاز تهیه شد. در مرحله بعد، نانوذرات ZIF-8 و SiO2/ZIF-8 به‌عنوان پرکننده در دمای محیط سنتز شدند. غشاهای کامپوزیتی لایه‌نازک به‌عنوان لایه رویی برای فرایند اسمز مستقیم با روش پلیمرشدن بین‌‌سطحی و از واکنش میان دو مونومر واکنش‌پذیر آلی (TMC) و آبی (MPD) به‌دست آمدند. در نهایت، برای ارزیابی نانوذرات و غشاهای ساخته‌شده، آزمون‌های اندازه‌گیری زاویه تماس، طیف‌نمایی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، میکروسکوبی الکترونی پویشی نشر میدانی (FE-SEM)، پراش‌سنجی پرتو X و اندازه‌گیری مقدار تخلخل غشا به‌کار گرفته شدند. همچنین، عملکرد غشاهای ساخته‌شده پایه و کامپوزیتی (غشایی که حداقل از دو ماده مختلف تشکیل شده است) و نانوکامپوزیتی لایه‌نازک با فرایندهای اسمز مستقیم و معکوس بررسی شد.  یافته‌ها: نتایج حاکی از وجود مقدار کمی SiO2/ZIF-8 در غشاست که سبب افزایش آب‌دوستی و تخلخل آن شده و شار و پس‌زنی فرایند FO را نیز بهبود داده است. شار آب غشای اسمز مستقیم لایه‌نازک نانوکامپوزیتی به‌طور چشمگیری از 15.23L/m2.hبه 25.13L/m2.h افزایش یافت، زمانی که از محلول 10 میلی‌مولار و 2 مولار NaCl، به‌ترتیب به‌عنوان محلول خوراک (FS) و محلول اسمزی (DS) استفاده شد. بهبود شار آب اسمز مستقیم را می‌توان به کمترشدن مؤلفه ساختاری غشا (S) در زیرلایه اصلاح‌شده PES و کاهش قطبش غلظت درونی نسبت داد.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

مروری بر کاربردهای فرایند غشایی اسمز مستقیم

فرایند اسمز پدیده‌ای فیزیکی است که در آن به علت خواص و ساختار غشا و وجود گرادیان غلظت مواد حل‌شونده، جریان آب در غشاء برقرار می‌شود. اسمز مستقیم یکی از فرایندهای اسمزی است که در سال‌های اخیر توجه بیشتری را جلب کرده است. با این‌که هنوز برای تجاری‌سازی و صنعتی شدن این فرایند، به علت برخی محدودیت‌ها مانند دستیابی به محلول کِشنده مناسب و ساختار غشایی بهینه، مشکلاتی وجود دارد، ولی براساس مطالعات انجا...

full text

اصلاح خواص جداسازی و ساختاری غشای نانوفیلتراسیون بر پایه پلی‌اتر‌سولفون با استفاده از نانوذرات سولفونه‌شده اکسید‌سیلیس

در این پژوهش، غشاهای نانوکامپوزیتی بر پایه پلی‌اتر‌سولفون و با استفاده از نانوذرات سولفونه‌شده اکسید‌سیلیس (SiO2-SO3H) به‌کمک روش تغییر فاز ساخته شد. از پلیمر پلی‌وینیل پیرولیدن به‌عنوان حفره ساز و از دی‌متیل‌استآمید به‌عنوان حلال، در ساخت محلول پلیمری استفاده شد. اثر غلظت‌های مختلف نانوذرات در محلول پلیمری بر عملکرد جداسازی غشاها مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت ارزیابی ساختار غشاها از عکس‌برداری ا...

full text

اصلاح غشای سلولز تری استات توسط نانو الیافهای کربنی برای کاربرد در فرآیند اسمز مستقیم

اسمز مستقیم از فناوری های نوین غشایی می باشد که در حوزه های مختلف کاربردهای تمک زدایی، صنایع غدایی، تصفیه فاضلاب . .... مورد اسافاده قرار می گیرد. این فرآیند بر خلاف فرایند های غشایی دیگر به فشار عملیاتی نیاز ندارد.

تاثیر نانوذرات سیلیکا بر کارایی جداسازی غشای پلیمری آلیاژی ABS/PVAc برای جداسازی هلیم از متان

در دو دهه اخیر بهبود عملکرد غشاهای پلیمری برای جداسازی گازها مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. یکی از روش های عملی و مهم در این زمینه، افزودن مواد معدنی، مانند نانوذرات سیلیکا، در شبکه پلیمری و ایجاد غشای شبکه آمیخته است. در این پژوهش، نخست اثر افزودن مقادیر مختلف پلی وینیل استات (PVAc) در ترکیب با اکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (ABS) برای تشکیل غشای آلیاژی ABS/PVAc به منظور جداسازی گ...

full text

اصلاح سطح غشای نانوفیلتراسیون بر پایه پلی اتر سولفون با استفاده از لایه نازک پلیمری کیتوسان- نانو صفحه‌هایﮔﺮاﻓﻦ اﮐﺴﺎﯾﺪ ﺟﻬﺖ ﮐﺎﻫﺶ ﮔﺮﻓﺘﮕﯽ و ﺑﻬﺒﻮد ﻋﻤﻠﮑﺮد ﻏﺸﺎ

در این پژوهش، غشاهای نانوفیلترسیون پلیمری بر پایه پلیمر پلی اتر سولفون تهیه شده به‌روش غوطه‌وری در حمام غیرحلال، با استفاده از ترکیب پلیمر کیتوسان و نانو صفحه‌های گرافن اکساید، اصلاح سطحی شدند و اثر این لایه‌نشانی بر خواص عملکردی و ضد گرفتگی غشا مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. غشاهای اصلاح سطح شده به‌طور قابل توجهی جداسازی نمک را بهبود دادند و خاصیت آبدوستی در آن‌ها بیشتر از غشای پلیمری پلی اتر...

full text

اثر افزودن پلی‌یورتان و نانوذرات سیلیکا بر خواص رسانندگی غشای پلی‌اتر سولفون سولفون‌دارشده

فرضیه: در سال‌های اخیر با توجه به کاهش منابع انرژی در دسترس، پیشرفت‌های شایان توجهی در زمینه مطالعه پیل‌های سوختی و به‌ویژه سلول‌های دارای متانول به‌عنوان منابع تأمین انرژی حاصل شده است. غشای الکترولیتی از اجزای مهم سلول‌های سوختی به‌شمار می‌آید که نقش انتقال پروتون و به‌دام انداختن متانول را ایفا می‌کند. غشای الکترولیتی باید پایداری شیمیایی و الکتروشیمیایی و نیز مقاومت مکانیکی...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


Journal title

volume 34  issue 1

pages  29- 41

publication date 2021-04-21

By following a journal you will be notified via email when a new issue of this journal is published.

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023