ساخت غشا آبگریز با روش الکتروریسی و کاربرد در فرایند تقطیر غشایی با فاصله هوایی

الکتروریسی به عنوان یک روش موثر در تولید نانو الیاف در طول سال های گذشته مورد توجه قرارگرفته است. پژوهش ها در زمینه الکتروریسی منجر به کاربرد نانو الیاف در طیف وسیعی از حوزه ها نظیر مهندسی بافت، ساخت حس گرها، علوم زیست محیطی، ذخیره انرژی و فیلتراسیون گردیده است. اخیراً از نانو الیاف الکتروریسی به منظور ساخت غشا جهت کاربرد در فرایند تقطیر غشایی استفاده شده است اما گسترش و توسعه آن هنوز ابتدایی و مقدماتی است. هدف از این پژوهش ساخت غشا نانو الیاف پلیمری به وسیله بهینه سازی تعدادی از مشخصه های مهم فرایند الکتروریسی، تعیین مشخصات و کاربرد آن در فرایند تقطیر غشایی است. در این پژوهش غشا یک لایه الکتروریسی پلی وینیلیدن فلوراید- هگزا فلوئورو پروپیلن سنتز و مورد استفاده قرار گرفت. بدین منظور ابتدا تأثیر گرانروی بر روند تولید و شکل گیری الیاف بررسی و مورد مطالعه قرار گرفت. سپس به منظور بررسی اثر مشخصه های فرایند الکتروریسی بر خصوصیات غشا و همچنین تعیین بهینه شرایط عملیاتی از مدل سطح پاسخ بر مبنای طراحی باکس بنکن استفاده شد. مشخصه های مورد مطالعه در این مدل، غلظت، نرخ تغذیه، ولتاژ و فاصله نازل- جمع کننده بود. همچنین متوسط اندازه حفرات، توزیع اندازه حفرات، آب گریزی و تخلخل غشا نیز به عنوان توابع پاسخ در نظر گرفته شدند. بهینه مقدار مشخصه های الکتروریسی بر مبنای اندازه مناسب حفرات(محدوده 300 تا 500 نانومتر)، حداقل توزیع اندازه حفرات، آب گریزی و تخلخل حداکثر توسط مدل سطح پاسخ تعیین و سپس به صورت تجربی مبنای ساخت غشا قرار گرفت. این شرایط بهینه عبارت بود از: غلظت 23%، ولتاژkv13، نرخ تغذیه 1mlh- 0/4 و فاصله cm24 نازل تا جمع کننده. همخوانی قابل قبولی مابین نتایج به دست آمده از تعیین مشخصات غشا ساخته شده و نتایج پیش بینی شده توسط مدل سطح پاسخ مشاهده گردید که نشان از توانایی و دقت بالای این مدل در پیش بینی و بهینه نمودن فضای مورد مطالعه است. نهایتاً غشا ساخته شده در فرایند تقطیر غشایی با فاصله هوایی مورد استفاده قرار گرفت . مقایسه شار غشا ساخته شده در این پژوهشl/m2h) 6/13 ( با شار به دست آمده از غشا تجاری پلی تترا فلوئورو اتیلن تحت شرایط عملیاتی یکسان l/m2h) 7 (، نشان از 94% بهبود تراوش پذیری غشا می داد.