بررسی عملکرد غشاهای نانوکامپوزیتی PVC/MWCNTs در فیلتراسیون محلول هیومیک اسید

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 مهندسی شیمی، فنی و مهندسی، محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

3 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

چکیده

در این تحقیق، اثر نانو لوله‌ های کربنی چند جداره (MWCNTs) بر عملکرد غشای پلی وینیل کلراید (PVC) در فیلتراسیون محلول هیومیک اسید بررسی شد. نتایج FESEM نشان داد که تعداد حفرات سطحی در غشا های نانو کامپوزیتی نسبت به غشای PVC بیشتر است. با افزایش MWCNTs تا 3/0 درصد وزنی، مقاومت های مکانیکی و سایشی غشاها افزایش یافت. همچنین مشاهده شد که شار آب غشای محتوی 3/0 درصد وزنی MWCNTs تا L/m2h 7/484 افزایش می یابد. کاهش زاویه تماس آب از° 6/88 برای غشای PVC به° 2/70 برای غشای محتوی 3/0 درصد MWCNTs نشان داد که آب دوستی غشاها با افزودن MWCNTs افزایش می یابد. همچنین مشخص شد که پس زنی محلول هیومیک اسید با غشاهای محتوی MWCNTs نسبت به PVC بیشتر است. آنالیز مکانیسم گرفتگی غشاها آشکار کرد که مدل تشکیل کیک مکانیسم غالب برای همه غشاها است و مدل فیلتراسیون کیک-گرفتگی کامل داده‌های حجم-زمان را برازش می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] J. Mulder (2012) Basic principles of membrane technology, Springer Science & Business Media.
##
[2] M. Sancho, J. Arnal, G. Verdú, J. Lora and J. Villaescusa (2006) "Ultrafiltration and reverse osmosis performance in the treatment of radioimmunoassay liquid wastes", Desalination, 201, 207-215.
##
[3] K.C. Khulbe, C. Feng and T. Matsuura (2008) Synthetic polymeric membranes: characterization by atomic force microscopy, Springer Science & Business Media.
##
[4] A. Rahimpour, S. Madaeni, A. Taheri and Y. Mansourpanah (2008) "Coupling TiO2 nanoparticles with UV irradiation for modification of polyethersulfone ultrafiltration membranes", Journal of Membrane Science, 313, 158-169.
##
[5] S.B. Teli, S. Molina, E.G. Calvo, A.E. Lozano and J. de Abajz (2012) "Preparation, characterization and antifouling property of polyethersulfone–PANI/PMA ultrafiltration membranes", Desalination, 299, 113-122.
##
[6] F.C. Chiu (2014) "Comparisons of phase morphology and physical properties of PVDF nanocomposites filled with organoclay and/or multi-walled carbon nanotubes", Materials Chemistry and Physics, 143, 681-692.
##
[7] P. Daraei, S.S. Madaeni, N. Ghaemi, H.A. Monfared and M.A. Khadivi (2013) "Fabrication of PES nanofiltration membrane by simultaneous use of multi-walled carbon nanotube and surface graft polymerization method: comparison of MWCNT and PAA modified MWCNT", Separation and Purification Technology, 104, 32-44.
##
[8] Y. Zhao, Z. Xu, M. Shan, C. Min, B. Zhou, Y. Li, B. Li, L. Liu and X. Qian (2013) "Effect of graphite oxide and multi-walled carbon nanotubes on the microstructure and performance of PVDF membranes", Separation and Purification Technology, 103, 78-83.
##
[9] Z. Rahimi, A. Zinatizadeh and S. Zinadini (2015) "Preparation of high antibiofouling amino functionalized MWCNTs/PES nanocomposite ultrafiltration membrane for application in membrane bioreactor", Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 29, 366-374.
##
[10] A. Behboudi, Y. Jafarzadeh and R. Yegani (2016) "Preparation and characterization of TiO2 embedded PVC ultrafiltration membranes", Chemical Engineering Research and Design, 114, 96-107.
##
[11] H. Rabiee and V. Vatanpour (2015) "M.H.D.A. Farahani, H. Zarrabi, Improvement in flux and antifouling properties of PVC ultrafiltration membranes by incorporation of zinc oxide (ZnO) nanoparticles", Separation and Purification Technology, 156, 299-310.
##
[12] A. Behboudi, Y. Jafarzadeh and R. Yegani (2017) "Polyvinyl chloride/polycarbonate blend ultrafiltration membranes for water treatment", Journal of Membrane Science, 534, 18-24.
##
[13] G. Bolton, D. LaCasse and R. Kuriyel (2006) "Combined models of membrane fouling: development and application to microfiltration and ultrafiltration of biological fluids", Journal of Membrane Science, 277, 75-84.
##
[14] E. Demirel, B. Zhang, M. Papakyriakou, S. Xia and Y. Chen (2017) "Fe2O3 nanocomposite PVC membrane with enhanced properties and separation performance", Journal of Membrane Science, 529, 170-184.
##
[15] Y. Jafarzadeh, R. Yegani (2015) "Thermal, mechanical, and structural properties of ZnO/polyethylene membranes made by thermally induced phase separation method", Journal of Applied Polymer Science, 132 (30).
##
[16] J. Dasgupta, S. Chakraborty, J. Sikder, R. Kumar, D. Pal, S. Curcio and E. Drioli (2014) "The effects of thermally stable titanium silicon oxide nanoparticles on structure and performance of cellulose acetate ultrafiltration membranes", Separation and Purification Technology, 133, 55-68.
##
[17] J. Ji, S. Zhou, C.Y. Lai, B. Wang and K. Li (2015) "PVDF/palygorskite composite ultrafiltration membranes with enhanced abrasion resistance and flux", Journal of Membrane Science, 495, 91-100.
##
[18] C.Y. Lai, A. Groth, S. Gray  and M. Duke (2014) "Preparation and characterization of poly (vinylidene fluoride)/nanoclay nanocomposite flat sheet membranes for abrasion resistance" , Water research, 57, 56-66.
##
[19] G. Arthanareeswaran, T.S. Devi and M. Raajenthiren (2008) "Effect of silica particles on cellulose acetate blend ultrafiltration membranes: Part I" , Separation and Purification Technology, 64, 38-47.
##