طراحی، سنتز و مطالعه غشاء جدید نانوفیلتراسیون پلیمری-مایع یونی اصلاح شده با نانوکامپوزیت آهن/کولین‌کلراید جهت حذف آلاینده‌های در محیط آبی به روش طراحی آزمایش (DOE)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی، واحد ایلام، دانشگاه آزاد اسلامی، ایلام، ایران.

چکیده

در مطالعه حاضر، نانوکامپوزیت آهن/کولین‌کلراید جهت اصلاح غشاء پلی‌اترسولفون با هدف بهبود عملکرد غشاء در حذف آلاینده‌ها طراحی، سنتز و استفاده شد. به منظور تعیین خواص و مورفولوژی غشاهای ساخته شده آنالیزهای FTIR، زاویه تماس، تخلخل، BET، TGA و DSC، SEM و همچنین فلاکس عبوری غشاء و گرفتگی آن بررسی شد. به منظور یافتن شرایط بهینه حذف آلاینده، بر اساس مطالعات صورت گرفته، pH و دما به‌عنوان متغیرهای موثر انتخاب و بهینه سازی آن‌ها با استفاده از نرم افزار Design Expert و روش سطح پاسخ آزمایش‌های لازم طراحی و اجرا شد. نتایج نشان دادند که بهترین عملکرد غشاء در حذف آلاینده (رنگ اسید اورنج 7) با غشاء 5/0 درصد وزنی نانوکامپوزیت آهن/کولین‌کلراید و غلظت 5 میکرومولار از آلاینده در 7/6 = pH و دمای 9/33 درجه سانتیگراد است که منجر به %6/97 حذف آلاینده می‌گردد. بررسی مدل پیش‌بینی شده و نتایج آزمایشگاهی نشان دادند که تطابق خوبی بین آن‌ها وجود دارد. همچنین نفوذپذیری آب در غشاهای اصلاح شده توسط نانوکامپوزیت آهن/کولین‌کلراید با توجه به تغییرات در ساختار غشاء و آبدوستی سطح غشاء در مقایسه با غشاء خالص افزایش یافت. در ادامه مشکل گرفتگی غشاها به‌عنوان مهم‌ترین عامل کاهش عملکرد و عمر غشاهای پلیمری مورد بررسی قرار گرفت. با استناد به نتایج به‌دست آمده مشخص گردید که حضور نانوکامپوزیت آهن/کولین‌کلراید اثر قابل توجهی بر بهبود آبدوستی غشاء داشته و در نتیجه منجر به کاهش قابل توجه میزان گرفتگی و افزایش مقدار فلاکس برگشتی نسبت به غشاء خالص می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

نشریه علوم و مهندسی جداسازی
دوره 14، شماره 1
شهریور 1401
صفحه 91-111

فایل ها

اشتراک گذاری

ارجاع به این مقاله

آمار