مطالعه رفتار گرفتگی غشاهای ماتریس ترکیبی پلی اتیلنی حاوی نانوذرات سیلیکای سنتز شده طی فیلترکردن محلول هیومیک اسید

با توجه به اینکه اکثر آلاینده­ های موجود در آب، برهم­ کنش قوی با سطوح آبگریز دارند، بنابراین برای غشاهای پلی­ اتیلنی کاهش شار عبوری به واسطه جذب برگشت­ ناپذیر آلاینده ­ها روی سطح این غشاها و گرفتگی حفره ­ها مشاهده می ­شود. در همین راستا، در پژوهش حاضر، بهبود خواص غشای پلی­ اتیلنی از نظر شار عبوری و مقاومت در برابر گرفتگی با پخش نانوذرات سیلیکا مطالعه شده است. در مرحله اول، نانوذرات سیلیکا با استفاده از روش سل-ژل در دو غلظت 0.5 و 1 مولار از آمونیاک سنتز و سپس از نانوذرات سنتز شده با اندازه کوچک ­تر (با چهار ترکیب درصد 0، 0.5، 1 و %2 وزنی)، برای ساخت غشاهای ماتریس ترکیبی استفاده شد. از آزمون­ های FE-SEM و EDX به ترتیب برای بررسی شکل­ شناسی و حصول اطمینان از وجود نانوذرات در ساختار غشا استفاده شد. نتایج حاصل از بررسی شار عبوری آب خالص نشان داد، غشای ماتریس ترکیبی حاوی 1% نانوذرات سیلیکا دارای حداکثر شار عبوری ، 30L/m2.h در میان سایر غشاهاست. افزون ­بر ­این، عملکرد غشاها طی فیلترکردن محلول هیومیک اسید، به ­عنوان مهم­ ترین آلاینده ­های منابع آبی، با استفاده از مدل­ های گرفتگی کلاسیک مطالعه شد. نتایج مربوط به سازوکارهای گرفتگی حاکی از آن است که برای غشاهای خالص و ماتریس ترکیبی حاوی 0.5 و %2 نانوذرات، افزون بر سازوکار تشکیل لایه کیک، سازوکار گرفتگی متوسط حفره­ ها نیز مشاهده می ­شود. درحالی که سازوکار غالب برای غشای دارای %1 نانوذرات، فقط سازوکار تشکیل لایه کیک گزارش شد. بررسی مقاومت غشاها در برابر گرفتگی نشان داد، غشای حاوی %1 نانوذرات سیلیکا دارای بیشترین مقدار بازیابی شار %58 و نیز بیشترین نسبت گرفتگی برگشت­ پذیر به گرفتگی کل %52 است.