ساخت و تعیین مشخصات غشا نانو کامپوزیت مقاوم برای کاربرد در نانوفیلتراسیون حلال¬های آلی

در این رساله نوع جدیدی از غشا نانوکامپوزیت لایه نازک (tfn) برای کاربرد در نانوفیلتراسیون حلال¬های آلی ساخته و تعیین مشخصات گردید. پژوهش در سه مرحله شامل ساخت لایه نگهدارنده مقاوم در برابر حلال، بررسی آماری شرایط لایه نشانی پلی آمید و افزودن نانوذرات زئولیت به لایه پلی آمید برای تهیه غشا نانوکامپوزیت لایه نازک انجام شد. بر این اساس در مرحله اول غشا نانوکامپوزیت پلی اتر ایمید/ سیلیکای آمین دار شده به عنوان لایه نگهدارنده جهت ساخت غشا کامپوزیت استفاده شد. ساختار و پایداری حرارتی، شیمیایی و مکانیکی لایه نگهدارنده شامل درصدهای مختلف از سیلیکای اصلاح شده (% wt. 0 تا 20) ارزیابی گردید. نتایج حاصل نشان داد که لایه نگهدارنده حاوی % .wt 5 سیلیکای اصلاح شده بهترین گزینه برای تهیه غشا کامپوزیت لایه نازک است. بنابراین در مرحله دوم، غشا کامپوزیت لایه نازک (tfc) به کمک پلیمریزاسیون بین سطحی مونومر m-فنیلن دی آمین و تری مسویل کلراید روی لایه نگهدارنده نانوکامپوزیت بهینه ساخته شد. برای تعیین شرایط لایه نشانی بهینه، روش طرح عامل دو سطحی مورد استفاده قرار گرفت. همچنین عملکرد غشا در جداسازی متیل اتیل کتن و تولوئن از روغن موم زدایی شده (جرم مولکولی da 560) بررسی شد. شار تراوه l/(m2.h) 4/10 و ضریب دفع روغن % 72/94 نشان می¬دهد که غشا جدید ساخته شده پتانسیل کاربرد در جداسازی حلال-های موم زدایی از روغن را دارد. علاوه براین، اثر تغییرات فشار عملیاتی بر عملکرد غشا در محدوده 10 تا bar 20 بررسی شده و نتایج حاصل نشان داد که غشا ساخته شده حتی تحت فشار نیز پایداری شیمیایی خود را حفظ کرده است. در مرحله سوم به منظور بهبود عملکرد غشا کامپوزیت لایه نازک، نانو ذرات آمین دار شده زئولیت uzm-5 به شبکه پلی آمید طی فرآیند پلیمریزاسیون بین سطحی افزوده شد. بر این اساس، غشا نانوکامپوزیت لایه نازک در درصدهای مختلف از نانوزئولیت (w/v % 2/0 -0) ساخته شد. خواص سطحی و ساختاری غشاهای ساخته شده به کمک آزمون¬های میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی، طیف سنجی مادون قرمز و تعیین زاویه تماس ارزیابی گردید. نتایج ارزیابی نشان داد که ساختار غشا، زبری و آب دوستی سطح غشا نانوکامپوزیت لایه نازک با میزان بارگذاری زئولیت تغییر می¬کند. بررسی عملکرد غشاهای tfn ساخته شده نشان داد که زئولیت uzm-5 در غلظت پایین (w/v % 02/0) سبب افزایش شار تراوه و ضریب دفع به ترتیب به l/(m2.h) 85/13 و % 27/96 می-شود.