بهینه سازی پارامترهای ساختاری سازه های نانوالیاف عامل دار جهت تصفیه پساب حاوی برخی فلزات سنگین

یکی از آلاینده های مهم و خطرناک که در منابع آبی حضور دارند فلزات سنگین هستند که امروزه غلظت آن ها در پساب ها با گسترش شهرها و توسعه صنایع افزایش یافته و سبب نگرانی های بسیار جدی به دلیل خصوصیات سرطان زایی، تجزیه ناپذیری، سمیّت زیاد و تجمع بیولوژیکی آن ها شده است. بنابراین، حذف فلزات سنگین از پساب های صنعتی یکی از مباحث مهم زیست محیطی محسوب می شود که امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است. تاکنون روش های بسیاری برای انجام عمل تصفیه این پساب ها ابداع و مورد استفاده واقع شده اند. در میان روش های تصفیه پساب، استفاده از فیلتراسیون غشایی توسط غشاهای ساخته شده از نانوالیاف، می تواند بهتر از بقیه روش ها باشد، چون این غشاها بسیار متخلخل بوده و منافذ آن ها از درون به هم پیوسته می باشند و هم چنین می توان به راحتی آن ها را عامل دار نمود. به منظور این کار در مرحله نخست غشاهای نانولیفی با شرایط مختلف تهیه و سپس پساب حاوی یون های فلزی به عنوان محلول آبی شبیه سازی شد و به کمک طراحی آزمایش به روش الگوریتم تاگوچی آزمون های مختلف انجام شد و در هر حالت راندمان فیلتراسیون مقایسه و بررسی شد. در این تحقیق ابتدا غشاهای نانولیفی نایلون 66 با ضخامت 100 میکرومتر و محدوده قطر 760.83-146.68 نانومتر تولید شد. سپس ماده آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان (aptes) که یک آمینوسیلان است بر روی غشاها قرار گرفت و سطح نانولیف ¬عامل دار گردید. در این تحقیق دو فلز نقره و کروم که از عناصر سنگین بسیار خطرناک هستند انتخاب شدند. تأثیر پارامترهای فرآیند الکتروریسی مثل غلظت محلول پلیمری و سرعت برداشت نانوالیاف و پارامترهای فرآیند فیلتراسیون مثل غلظت اولیه -محلول فلزی و ph محلول بر میزان جذب مورد بررسی قرار گرفت. در بررسی پارامترهای فرآیند الکتروریسی مشاهده شد که با افزایش غلظت محلول الکتروریسی راندمان ابتدا افزایش و سپس کاهش و با افزایش سرعت برداشت راندمان کاهش می یابد. در بررسی پارامترهای فرآیند فیلتراسیون، با افزایش غلظت اولیه محلول فلزی راندمان کاهش و با افزایش ph محلول راندمان افزایش می یابد. بیشترین راندمان جذب نقره و کروم به ترتیب 97/99 % و 06/93 % از الکتروریسی محلول 20% وزنی-وزنی پلیمر نایلون 66 در مخلوط اسید فرمیک/کلروفرم با نسبت 25:75 بر روی فوم کربنی و به مدت 18 ساعت، ولتاژ kv 12.3و نرخ تغذیه ml/h 0.31، سرعت برداشت rpm 106، در سیستم فیلتراسیون جریان عرضی برای غلظت ppm 50 به مدت زمان یک ساعت در فشار 1.4 بار و در ph برابر 7 برای نقره و 8 برای کروم به دست آمد. مکانیسم فیلتر شدن غشاء ساخته شده از نوع انسداد داخلی منافذ و ایزوترم جذب یون های فلزی برای غشاء ساخته شده از نانوالیاف نایلون 66 از نوع فرندلیش تعیین شد. ماکزیمم ظرفیت جذب نقره و کروم توسط مدل فرندلیچ به ترتیب 1946.91 و mg/g 650.41نشان داده شد که نسبت به کارهای انجام شده ظرفیت بالایی است.