ساخت و ارزیابی غشاهای نانو ساختار پلیمری الیاف توخالی

مسائل اقتصادی در استفاده از غشاها در فرایند جداسازی سبب توسعه ی غشاهایی شده که نسبت سطح به حجم آن ها بزرگ می باشد،که منجر به استفاده از غشاهای الیاف توخالی شده است. غشاهای الیاف توخالی خود نگهدارنده هستند و جداره الیاف به عنوان سطح گزینش پذیر عمل می کند. در این پروژه غشاهای الیاف توخالی با روش های ریسندگی تر و تر- خشک و با ریسنده ای با قطر داخلی 64/0 میلی متر و قطر خارجی 2/1 میلی متر ساخته شده اند. در ابتدا غشاهای الیاف توخالی پلی سولفون در فاصله های هوایی مختلف (صفر تا 20 سانتی متر) ساخته شدند و تأثیر آن بر روی ساختار و عملکرد غشاها مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده نشان داد طول فاصله ی هوایی با اندازه قطرهای داخلی و خارجی غشاهای الیاف توخالی رابطه عکس دارد. همچنین با افزایش طول فاصله ی هوایی، لایه ی میانی خارجی کاهش یافته و در فاصله ی هوایی 20 سانتی متر از بین می رود. افزایش طول فاصله ی هوایی موجب کاهش زبری سطوح خارجی غشاهای الیاف توخالی شده و میانگین اندازه حفرات سطح خارجی غشا را از 5/37 نانومتر در فاصله ی هوایی صفر سانتی متر به 242 نانومتر در فاصله ی هوایی 20 سانتی متر می رساند. آزمایش های فیلتراسیون روند رو به رشدی را برای شار و روندی کاهشی را برای پس زنی غشاهای الیاف توخالی با افزایش فاصله هوایی از خود نشان دادند. در این بخش، غشاهای ساخته شده در فاصله ی هوایی 2 سانتی متر با شار l.m-2.hr-1 96/8 و درصد پس زنی 95% بهترین عملکرد را نسبت به سایر غشاها از خود نشان دادند. در بخش بعدی، غشاهای الیاف توخالی پلی سولفون با افزودن درصدهای مختلف ارتوفسفریک اسید اصلاح شدند، این غشاها در شرایط یکسان و با فاصله ی هوایی 2 سانتی متر ساخته شدند. نتایج بدست آمده نشان دادند که با افزایش درصد افزودنی زاویه تماس برای غشاهای الیاف توخالی کاهش، زبری سطح افزایش و اندازه ی حفرات انگشت گون کاهش می یابند. در بین غشاهای اصلاح شده، غشای با 5 درصد وزنی ارتوفسفریک اسید در محلول قالبی به دلیل عملکرد بهینه در شار عبوری به میزان l.m-2.hr-1 03/21، رسیدن به درصد پس زنی 98%، کاهش مقاومت گرفتگی و نسبت بازیابی شار 86% پیشنهاد می شود.