بررسی اثر گروه های عاملی سولفونه بر عملکرد نمک زدایی غشاهای نانوکامپوزیتی مبادله کننده کاتیون بر پایه پلی اتر سولفون

استفاده از فرایندهای غشایی با توجه به مزایایی نظیر عدم نیاز به مصرف انرژی، انعطاف پذیری و غیر پیچیده بودن طراحی سیستم فرایندهای غشایی، امروزه حوزه تحقیقاتی کاربردی و مورد توجه پژوهشگران جهت تامین آب شیرین مورد نیاز جهانیان است. الکترودیالیز یک فرایند نمک زدایی بر پایه اختلاف پتانسیل الکتریکی بوده که غشای تبادل یونی از موثرترین اجزای این سیستم بر راندمان نمک زدایی است. اغلب غشاهای تجاری مبادله کننده یون دارای قیمت بالا و پیچیدگی در سنتر هستند، از این رو تهیه ی غشاهای مبادله کننده یون پلیمری با قیمت پایین، فرایند سنتز آسان و عملکرد الکتروشیمیایی مناسب و افزودن نانومواد به این غشاهای پایه پلیمری جهت بهبود خواص فیزیکی-شیمیایی و بهبود عملکرد الکتروشیمیایی آنها یکی از راه های جایگزینی این غشاها با غشاهای تجاری مرسوم است. در این پژوهش اثر عامل دار کردن نانومواد گرافن اکسید (GO) با گروه عاملی سولفونه و افزودن دو نانوماده GO و SGO با درصد وزنی ثابت و مشخص، به غشای پایه پلیمری PES مورد بررسی قرار گرفت. غشاهای پایه PES با استفاده از روش اختلاط محلول و به روش قالب گیری از محلول تهیه شدند. اثر افزودن نانومواد به غشاهای مبادله کننده کاتیون با بررسی خواص فیزیکی- شیمیایی و الکتروشیمیایی غشاها همچون بلورینگی، ساختار و مورفولوژی، آبدوستی، عدد انتقال و نفوذ گزینشی مورد ارزیابی قرار گرفتند. غشای PES با ۵% وزنی افزودنی SGO به عنوان غشای بهینه ی این پژوهش به ترتیب مقادیر عددی ۱/۴۵%، ۱۴/۲۷%، ۹۲/۷% و ۸۷/۹% را برای آنالیزهای ظرفیت جذب آب، درجه تورم، عدد انتقال و نفوذ گزینشی از خود نشان داده است. نتایج این پژوهش نشان داد که عامل دار کردن نانو ماده GO، منجر به افزایش آبدوستی، پایداری مکانیکی و بهبود عملکرد الکتروشیمیایی غشا می گردد.

Keywords:

الکترودیالیز , پلی اتر سولفون , غشاهای نانوکامپوزیتی مبادله کننده کاتیون , گرافن اکسید(GO) , گرافن اکسید سولفونه سولفونه(SGO) , نمک زدایی غشایی