استفاده از نانوذرات در ساخت غشاءهای نانوفیلتراسیون زمینه مخلوط

عمده ترین مشکل در فرایندهای غشائی، پدیده گرفتگی می باشد که موجب کاهش عملکرد و نفوذپذیری غشاء می گردد. توسعه روشهای موثر برای کاهش گرفتگی غشاءها ضروری می باشد. استفاده از نانوذرات در ساخت غشاءهای پلیمری یکی از رویکردهای مفید برای بهبود فلاکس و خواص ضدگرفتگی غشاءها می باشد. در قسمت اول پایان نامه، ساخت و خواص ضدگرفتگی غشاءهای نانوفیلتراسیون پلی اترسولفونی مخلوط شده با نانولوله های کربنی چند دیواره اکسید شده با اسید گزارش شده است. با اضافه کردن نانولوله ها، آبدوستی غشاءها بهبود یافته است. بررسی های ساختاری غشاءهای nf تهیه شده نشان داد که حفرات بزرگی در قسمت زیرلایه غشاءها با افزودن مقادیر کم نانولوله های کربنی اصلاح شده ظاهر می گردد که موجب افزایش فلاکس آب غشاءها می گردد. آزمایشات گرفتگی غشاءهای گرفته شده با پروتئین bsa مشخص کرد که زبری سطح غشاءها نقش مهمی در مقاومت ضدگرفتگی بیولوژیکی غشاءهای مخلوط شده با نانولوله های کربنی دارد. غشاء با زبری کمتر، خصلت ضد گرفتگی بهتری نشان داد. در کار دوم، سه نوع مختلف نانوذرات دی اکسید تیتانیم (p25، pc105 و pc500) با اندازه های مختلف برای تهیه غشاءهای نانوکامپوزیتی پلی اترسولفون به منظور بررسی اثر اندازه و نوع نانوذرات tio2 در ساختار، عملکرد و کنترل گرفتگی استفاده شد. مقادیر بالای نانوذرات در محلول ریخته گری به علت بروز پدیده تجمع و کلوخه شدن نانوذرات در ماتریکس پلیمر باعث کاهش عملکرد غشاء گردید. در غلظتهای پایین نانوذرات tio2 به علت کم بودن تجمع، نانوذرات با اندازه کوچکتر موجب کاهش بیشتر گرفتگی غشاء شدند. در کار پژوهشی سوم، نانولوله های کربنی چند دیواره پوشیده شده با نانوذرات tio2 در ساخت غشاءهای نانوکامپوزیت پلی اترسولفونی استفاده شد. فلاکس آب خالص غشاءها با اضافه کردن این نانوذرات افزایش یافت. مقاومت به گرفتگی غشاءها بررسی شده با آب پنیر مشخص کرد که غشاء دارای wt% 1/0 از نانولوله های کربنی پوشیده شده با tio2 به علت زبری سطح کمتر و خواص فتوکاتالیتیکی ایجاد شده دارای بهترین خصلت ضد گرفتگی بیولوژیکی می باشد. در کار چهارم، اثر نانوذرات بوهمیت به عنوان نانوپرکننده جدید در ساخت غشاءهای زمینه مخلوط پلی اترسولفونی بررسی شد. بوهمیت یک نانوذره اکسید هیدروکسید آلومینیوم با گروههای اضافی هیدروکسیل در سطح آن می باشد. تصاویر sem نشان داد که مخلوط کردن نانوبوهمیت ساختار انگشتی زیرلایه غشاء را تغییر نمی دهد. نتایج فیلتراسیون آب پنیر نشان داد که با اضافه کردن مقادیر کم از بوهمیت، مقاومت به گرفتگی بطور زیادی افرایش می یابد. مقایسه غشاءهای مخلوط شده با نانوبوهمیت با غشائهای مخلوط شده با ?-al2o3 مشخص کرد که غشاءهای دارای نانوذرات بوهمیت عملکرد و خصلت ضدگرفتگی بالاتری دارند. در کار پژوهشی آخر، غشاء قالب یونی ni(ii) روی ساپورت متخلخل از جنس pvdf به روش ایجاد قالب یونی سطحی ساخته شد. غشاء قالب یونی دارای سایتهای شناسایی مصنوعی هستند که به طور انتخابی با یون هدف برهمکنش داده و موجب عبور آن از غشاء می گردند. پارامترهای موثر مانند ph و غلظت یونهای نیکل در ظرفیت بارگذاری غشاءها بررسی گردید. نتایج نفوذپذیری و جذب سطحی نشان داد که غشاءهای قالب یونی ni(ii) دارای توانائی ویژه در عبور انتخابی یونهای نیکل (ii) در حضور یون مشابه کبالت (ii) می باشد.