ساخت و اصلاح عملکرد و مورفولوژی غشاهای کامپوزیتی لایه نازک پلی آمیدی و مقایسه با غشای تجاری

غشاهای فیلم نازک مرکب (tfc) از رایج ترین غشاها می باشند که کاربردهای گسترده ای دارند. یکی از روش های معمول برای تهیه غشاهای tfc فرایند پلیمریزاسیون بین وجهی(ip) می باشد. در این مطالعه، ابتدا یک غشای اولترافیلتر از جنس پلی اتر سولفون به عنوان غشای نگهدارنده به ضخامت 175 میکرومتر تهیه شد. به کمک روش پلیمریزاسیون بین وجهی که طی آن از دو مونومر واکنش دهنده ی فعال (در اینجا تری مزوییل کلرید و پیپرازین) استفاده شد، یک لایه ی نازک پلی پیپرازین آمید به ضخامت 1/0 میکرومتر روی غشای نگهدارنده پلی اترسولفونی ایجاد شد. یکی از راه های اصلاح لایه نازک، استفاده از ماده ی افزودنی در این لایه است که در این تحقیق تأثیر ترکیب پلیمری گرافن اکسید- پلی اتیلن گلایکول در فاز آبی به عنوان مونومری با خصلت آبدوستی بالا و استحکام زیاد، بر روی عملکرد و مورفولوژی غشای نانوفیلتر tfc مورد بررسی قرار گرفت. اصلاح لایه نازک به دو روش انجام شد: 1) استفاده از غلظت های مختلف (5/0، 1 و 5/1 درصد وزنی) ترکیب پلیمری گرافن اکسید-پلی اتیلن گلیکول در فاز آبی. 2) استفاده از غلظت های مختلف (5/0، 1 و 5/1 درصد وزنی) ترکیب پلیمری در فاز آبی و تابش uv به عنوان یک عامل فیزیکی، در زمان های مختلف (60 ثانیه و 120 ثانیه). مشخصات و خواص غشاهای لایه نازک به دست آمده با استفاده از روش های آنالیزی سطحی دستگاهی از جمله مادون قرمز سطحی، میکروسکوب روبش الکترونی ، میکروسکوپ نیروی اتمی و... بررسی شدند و همچنین به کمک دستگاه dead-end میزان شار عبوری از این غشاها و میزان پس دهی نمک های الکترولیت و میزان گرفتگی غشاهای تهیه شده اندازه گیری شد. تصاویر sem و afm نشان داد که در اثر استفاده از ماده ی افزودنی تغییراتی در ساختار غشا لایه نازک به وجود آمده است. تصاویر نشان می دهند که سطح غشا نسبت به حالت اصلاح نشده فشرده تر و متراکم تر شده است و ناهمواری های سطحی با افزایش مقدار ترکیب پلیمری، افزایش یافته است (از 28/5 نانومتر به 6/11 نانومتر) و میانگین سایز حفرات سطحی از 110 نانومتر به 70 نانومتر کاهش یافته است. به طورکلی میزان پس دهی نمک ها و خواص ضد گرفتگی غشاها افزایش یافته است. در اثر استفاده از تابش uv، توانستیم با استفاده از مقدار ماده ی افزودنی کمتر، غشاهایی با مورفولوژی و عملکرد متفاوت را تهیه کنیم و استفاده از مقدار بیش از 1درصد وزنی ماده ی افزودنی اثر نامطلوبی را بر عملکرد غشا داشت. در غشاهای اصلاح شده نشستن میکرو اورگانیسم ها روی سطح غشا به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافت. در آخر غشاهای ساخته شده ی آزمایشگاهی، شامل غشای لایه نازک مرکب اصلاح نشده، لایه نازک مرکب اصلاح شده با درصد مشخصی از آکریلیک اسید به عنوان افزودنی و غشای لایه نازک مرکب اصلاح شده با ترکیب پلیمری گرافن اکسید-پلی اتیلن گلیکول به عنوان ماده افزودنی از نظر عملکرد ومورفولوژی با غشای تجاری ساخت شرکت سپرو مقایسه شد. نتایج حاصله از تصاویر afm، sem، atr-ir و تستهای انجام شده در رابطه با عملکرد این غشاها نشان داد که غشای تجاری شار عبوری آب مقطر بسیار بیشتری را نسبت به غشاهای آزمایشگاهی دارد. میزان درصد پس دهی دو نمک nacl , na2so4 برای غشاهای اصلاح شده ی آزمایشگاهی نسبت به تجاری بیشتر بود و میانگین سایز حفرات سطحی دو غشای اصلاح شده با ترکیب پلیمری گرافن اکسید-پلی اتیلن گلیکول و غشای تجاری از سایر غشاها کوچک تر بود.