اصلاح روش ساخت غشاهای نانوکامپوزیت تراوش تبخیری با به کارگیری عامل واسطه و امولسیون به منظور حذف مواد آلی فرار از پساب

فرآیند تراوش تبخیری یکی از فرآیندهای مهم در فن آوری جداسازی به کمک غشا می باشد که در طول 15 سال گذشته توسعه قابل قبولی در صنایع شیمیایی به عنوان یک ابزار موثر به منظور جداسازی و بازیافت مخلوط مایعات داشته است. عملکرد این سیستم ها به میزان زیادی متأثر از خواص عملکردی غشا می باشد. غشاهای مورد استفاده برای جداسازی مواد آلی فرار از محلول های رقیق آبی، عمدتاٌ از غشاهای ترکیبی با لایه فوقانی آبگریز از جنس پلی دی متیل سیلوکسان (pdms) انتخاب می شوند. این ماده دارای استحکام مکانیکی زیاد، پایداری حرارتی و خاصیت شکل پذیری مناسب می-باشد. چالش اصلی در استفاده از این ماده، انتخابگری آن برای عبور مواد آلی نسبت به آب و همچنین شار عبوری از غشا می باشد. یکی از این راه های بهبود خواص عملکردی غشاء، افزودن ماده ای با خواص سازگار نسبت به مولکول هدف می-باشد. پرکننده ها از جمله موادی می باشند که در این دسته قرار می گیرند. اما موضوع مهم در استفاده از این مواد توزیع مناسب آن ها در ساختمان ماتریس پایه غشا می باشد. عدم توزیع صحیح پرکننده ها نه تنها بهبودی در خواص جداسازی غشاها به وجود نمی آورد بلکه با ایجاد حفرات غیرانتخابگر باعث از بین رفتن ساختار متراکم غشا نیز می شوند. در این پروژه، غشاهای کامپوزیت پلی دی متیل سیلوکسان بر پایه غشاهای میکرومتخلخل پلی اتر سولفون به منظور استفاده در سیستم تراوش تبخیری با هدف حذف مواد آلی فرار از پساب های صنعتی تهیه گردید. به منظور بهبود عملکرد غشا و افزایش انتخاب گری آن ها، از تکنیک پرکردن غشا با استفاده از نانوذرات سیلیکا بهره برده شد. جهت ایجاد توزیعی همگن از نانوذرات فوق در ساختمان ماتریس پلیمری غشای متراکم، از دو روش نوین جهت توزیع نانوذرات سیلیکا استفاده گردید. در روش اول، از یک عامل واسطه با فعالیت سطحی زیاد جهت توزیع مناسب ذرات پرکننده در غشا استفاده گردید. در روش دوم اضافه کردن عامل پرکننده به غشاء از طریق تشکیل امولسیون آبی-آلی در نسبت های مختلف، و درصدهای وزنی متفاوت سورفکتانت مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین میزان فاکتور غنی سازی در هریک از این دو روش جهت افزودن پرکننده به غشای مذکور عبارتند از: 7778 با استفاده از 2% وزنی حلال از عامل واسطه و 4995 در نسبت فاز آبی به آلی 5/0 : 5/0 در حضور 2% وزنی حلال آلی سورفکتانت، که این مقادیر به ترتیب به میزان 57 و 35 درصد بیش از مقادیر فاکتور غنی سازی حاصل از غشای ترکیبی ساخته شده به روش معمول اضافه کردن مستقیم ذرات پر کننده می باشد. در دو نمونه فوق شار نرمال عبوری از غشا به ترتیب مقادیر 925 و 3630 گرم میکرومتر بر متر مربع بر ساعت محاسبه شده-اند. مقدار ذکر شده برای روش امولسیون به میزان 70 درصد بیش از مقدار مشابه حاصل از غشای ترکیبی ساخته شده به روش معمول اضافه کردن مستقیم ذرات پر کننده می باشد؛ اما میزان تغییر این پارامتر برای غشای ساخته شده به روش عامل واسطه ناچیز می باشد.