اصلاح خواص ساختاری غشاهای نانوکامپوزیتی برای بهبود جداسازی رنگینه از پساب های نساجی

فرضیه: خواص سطحی و ساختاری غشا از موثرترین عوامل بر عملکرد فیلترکردن آن است. نانوساختارها به عنوان مهم ترین اصلاح­ ک ننده های غشاهای پلیمری در سال های اخیر مطرح بوده اند. در این پژوهش، به منظور بهبود چیدمان نانوذرات زیرکونیا در بستر غشاهای فرافیلترکردن پلی سولفون، گروه عاملی سولفات و کربوکسیلیک بر سطح این نانوذرات پوشش داده شدند. سپس ساختار و رفتار غشاهای نانوکامپوزیتی با غشای خام مقایسه شدروش ها: نانوذرات ZrO2، وZr-COOH و Zr-SO4 به بستر غشای پلی سولفون (PSf) افزوده شده و عملکرد فیلترکردن غشاهای نانوکامپوزیتی در تصفیه پساب نساجی بررسی شد. بدین منظور آزمون های PZC ،EDX ،SEM ،AFM زاویه تماس، تخلخل سنجی، اندازه گیری گرانروی سنجی، بازیابی شار و جداسازی رنگینه انجام شد.یافته ها: نتایج آزمون pH نقطه بار صفر (PZC) نشان داد، بار سطحی غشا با وجود نانوذرات ZrO2 و Zr-COOH، مثبت و با وجود نانوذرات Zr-SO4، خنثی است. تصاویر SEM نشان داد، وجود نانوذرات Zr-COOH به تخلخل بیشتر و اندازه کوچک تر نانوذرات و نانوذرات Zr-SO4 به تخلخل کمتر و اندازه بزرگ تر نانوذرات منجر می شود. نتایج آزمون های AFM و EDX نشان داد، وجود گروه عاملی موجب چیدمان نانوذرات در لایه سطحی غشا می شود و اثربخشی آن ها را در بهبود خواص سطحی غشا تقویت می کند. طراحی آزمون ها در این پژوهش به روش سطح پاسخ (RSM) انجام شد و تحلیل واریانس برای آزمون تخلخل و زاویه تماس نشان داد، مهم ترین عامل موثر در تخلخل و زاویه تماس مقدار غلظت نانوذره است، به طوری که در غلظت %13 پلیمر با افزایش از %0 تا %2 نانوذرات ZrO2، وZr-COOH و Zr-SO4 به ترتیب مقدار تخلخل 5، 19/12 و %24 و مقدار زاویه تماس 18، 22 و %19، کاهش می یابد. نتایج تحلیل واریانس جداسازی رنگینه نشان داد، عامل غلظت پلیمر موثرتر از عامل غلظت نانوذرات در جداسازی رنگینه است. همچنین، افزایش بازیابی شار از 0 تا %2 نانوذرات در غلظت %13 پلیمر برای نانوذرات ZrO2، وZr-COOH و Zr-SO4 به ترتیب 15، 25 و %45 بود.  

Keywords:

گروه عاملی کربوکسیلیک اسید , گروه عاملی سولفات , نانوذرات ZrO2 , غشای نانوکامپوزیتی , روش سطح پاسخ (RSM)