اصلاح غشاهای نانوفیلتراسیون بر پایه پلی‌اترسولفون PES توسط افزودن نانوذرات اکسید آهن اصلاح شده با سورفاکتانت سدیم‌سیترات

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه اراک، ایران

10.22103/jsse.2020.2657

چکیده

استفاده از غشاهای نانوفیلتراسیون در تصفیه‌ی آب به دلیل عملکرد بالای جداسازی مورد توجه بوده است. اکثر غشاهای مورد استفاده در این زمینه پلیمری هستند. هرچند که دستیابی به مقاومت مکانیکی بالا و عملکرد جداسازی مناسب از جمله چالش‌ها برای استفاده از آنها در شرایط عملیاتی مختلف است. در این تحقیق، غشاهای نانوفیلتراسیون بر پایه پلی‌اترسولفون با استفاده از روش وارونگی فاز ساخته شدند. در ساخت غشاها از نانوذرات اکسید آهن (Fe3O4) با غلظت 5/0 درصد وزنی و غلظت‌های مختلف از سدیم سیترات استفاده شد. جهت بررسی تشکیل پیوندهای شیمیایی مورد نظر از آنالیز طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز استفاده شد. همچنین مورفولوژی و توپوگرافی سطحی غشاها به ترتیب توسط تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی و میکروسکوپ نیروی اتمی بررسی شدند. عملکرد جداسازی غشاها توسط آزمایش‌های زاویه تماس، اندازه‌گیری تخلخل، محتوای آب، شار آب خالص و همچنین پس‌دهی نمک مورد ارزیابی قرار گرفت.
نتایج، بالاترین شار آب خالص ( L/m2h 47) و پس‌دهی نمک (68%) را در غشای محتوی 5/0 درصد وزنی نانوذره اکسید آهن و 3/0 درصد وزنی سدیم سیترات نشان داد. اگرچه پس‌دهی نمک در مقایسه با غشای خالص پلی اتر سولفون افزایش کمی پیدا کرد (حدود 11%). اما شار آب خالص به میزان 66% نسبت به غشای پلی‌اترسولفون خالص بهبود پیدا کرد به دلیل افزایش آب‌دوستی غشا و پخش شدن بهتر نانوذرات اکسید آهن و همچنین افزایش سایت‌های فعال جذب نمک Na2SO4. پخش شدن همگن نانوذرات اکسید آهن باعث کاهش زبری سطح و همچنین افزایش گروه‌های آب‌دوست موجب بهبود خواص ضدگرفتگی غشاها شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات