ساخت و مشخصه یابی غشا سرامیکی مسطح نانو حفره با استفاده از روش قالبریزی ژلی اصلاح شده

در بسیاری از علوم و صنایع، جداسازی از اهمیت ویژه ای برخوردار است و با توجه به توسعه فناوری و همچنین نیاز بشر به ترکیبات جدیدتر و در نتیجه تولید مواد جدید به روش های متنوع، روش های گوناگون جداسازی هر روزه تکمیل و تصحیح می شوند و انتخاب شیوه مناسب به متغیرهایی مثل طبیعت اجزای سازنده مخلوط، حجم محلولی که باید تصفیه شود، درجه جداسازی مورد نیاز، هزینه فرایند (خصوصاً در عملیات صنعتی با ابعاد بالا) و مسائل زیست محیطی بستگی دارد و در بیشتر موارد غشا و فرایند غشایی، انتخابی بسیار مناسب است. هدف از انجام این پژوهش ساخت غشای سرامیکی مسطح نانو حفره با استفاده ازپلیمرهای طبیعی و بی خطر به عنوان عنوان عامل ژل کننده در فرایند قالبریزی ژلی و بررسی عوامل موثر در این فرایند می باشد. در مطالعه ی حاضر، با توجه به شناخت نسبت به فرایند و عوامل تاثیر گذار و همچنین استفاده از تجربیات دیگران،عوامل تاثیرگذار نظیر دمای پخت، اندازه متوسط ذرات پودر، میزان جامد در دوغاب و میزان عامل ژل کننده، شناسایی شده و مورد بررسی قرار گرفته اند. علاوه بر این، در مرحله ی خشک کردن پایه ها، از روش جدید محلول مایع خشک کننده استفاده شده است و اثر وزن مولکولی و غلظت peg بر زمان خشک شدن پایه ها در این روش مورد مطالعه قرار گرفته است. در انتها برای اصلاح منافذ سطحی از پوشش دهی به روش غوطه وری استفاده شده است و عواملی نظیر غلظت سوسپانسیون، زمان غوطه وری در سوسپانسیون و سرعت بالا کشیدن از سوسپانسیون وتعداد لایه های پوشش داده شده مورد بررسی قرار گرفته اند. در این مرحله به منظور کاهش تعداد آزمایشات، تخمین شرایط بهینه و تعیین اهمیت نسبی عوامل مستقل، از روش طراحی آزمایشات تاگوچی استفاده شده است. نهایتاً کارایی غشاها در جداسازی پلی اتیلن گلایکول از آب آزمایش شده است واندازه متوسط حفرات برآورد شده است. بر اساس نتایج حاصل، مقادیر بدست آمده برای پایه غشا سرامیکی بهینه عبارتست از 40% وزنی میزان بارگذاری پودر سرامیک، 5% وزنی ژلاتین و دمای پخت 1400 درجه سانتی گراد. همچنین در مورد بخش پوشش دهی و اصلاح سطح غشا،از محلول peg برای انجام آزمون جداسازی استفاده شد و بیشترین میزان پس زنی در جداسازی peg10000 از آب با مقدار 98/0 در غشایی پوشش داده شده با شرایط غلظت سوسپانسیون 25%، زمان غوطه وری 30ثانیه، سرعت 72 میلیمتر بر دقیقه و با سه بار لایه نشانی بدست آمد و غشاء لایه نشانی شده با سوسپانسیون 25%، زمان غوطه وری 20 ثانیه، سرعت بالا کشیدن 36 میلیمتر بر دقیقه و یک بار لایه نشانی، بیشترین فلاکس را به میزان(106 × m3/m2.s) 02/4 داشت.علاوه بر موارد فوق غشا مطلوب در شرایط عملیاتی (بیشترین فلاکس ممکن به همراه حداقل پس زنی 90 درصد) با شرایط سوسپانسیون 25%، زمان غوطه وری 30 ثانیه، سرعت بالا کشیدن 36 میلیمتر بر دقیقه و یک بار لایه نشانی بدست آمد که از نکات قابل تعمق در مورد این غشا این بود که این شرایط تنها با یکبار لایه نشانی محقق شد.