ساخت و ارزیابی غشای نانو کامپوزیتی پلی سولفون – نانو ذرات معدنی

در حال حاضر غشاها جایگاه ویژه ای در صنایع جداسازی مختلف پیدا کرده اند و کاربردهای وسیعی در زمینه های گوناگون جداسازی اعم از محلول های مایع و گازهای مختلف دارا می­باشند. تکنولوژی غشا یکی از تکنولوژی های پرکاربرد در صنعت امروز است که حوزه کاربرد آن از صنعت آب و فاضلاب تا صنایع غذایی و دارویی گسترده است. بیشتر غشاهایی که اخیرا در فرایندهای جداسازی غشایی گازها مورد استفاده قرار می گیرند غشاهای پلیمری و غیر متخلخل هستند و پایه عملکرد آنها مکانیسم حلالیت – نفوذ است. این مکانیسم در مقیاس مولکولی تراوش مولکولها از غشاء پلیمر است. در این مکانیسم فرض می شود مولکول در یک طرف غشا جذب می شود و از میان فضاهای خالی زنجیرهای پلیمر نفوذ می کند و در سطح دیگر دفع می شود.پلیمر پلی سولفون به دلیل دارا بودن خواص خوب مکانیکی، مقاومت شیمیایی بالا و دمای تبدیل شیشه ای بالا ، به مقدار زیادی در تهیه غشاهای نامتقارن (معمولا در محدوده اولترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون) مورد استفاده قرار میگیرد.غشاهای اولترا فیلتراسیون پلی سولفونی، ترشوندگی سطحی بسیار پایینی دارند.به واسطه برهم­کنش­های هیدروفوبی بین غشا و حل شونده های آبگریز، این خاصیت در غشاهای پلی سولفونی مشکلات انسداد زیادی را در پی خواهد داشت.همچنین  غشاهای پلیمری نمی توانند به مشکل تناقض بین انتخابگری و تراوایی چیره شوند.به منظور افزایش آبدوستی غشاهای پلی سولفون و بهبود خواص ساختاری غشا ، روشهای متعددی وجود دارد ولی چند روشی که از ابتدای کار توسعه بیشتری یافته‌اند عباراند از: پلیمریزاسیون درجا ، ترکیب محلول القا شدن، فرآیند ذوبی و روش بستر آمیخته. در این پژوهش نانو ذره خاک رس در آماده سازی این غشای نانوکامپوزیتی به روش بستر آمیخته استفاده شده است.با غشاهای بستر آمیخته می توان به انتخابگری بالا با همان مقدار تراوایی یا تراوایی بیشتر در مقایسه با غشاهای پلیمری موجود دست یافت. با اضافه کردن نانو ذرات معدنی می توان خواص جداسازی را بهبود بخشید.

نوع فایل :word

تعداد صفحات :۷۳

*———————————–*

بخش اول مطالعات کتابخانه ای

اهداف تحقیق

فرضیه ها

غشا

تقسیم بندی غشا

تقسیم بندی بر اساس مکانیسم حاکم بر جداسازی

تقسیم بندی بر اساس جنس غشا

غشاهای پلیمری

غشاهای مایع

غشاهای سرامیکی

غشاهای فلزی

تقسیم بندی بر اساس شکل هندسی غشا

تقسیم بندی بر اساس ساختار غشا

ویژگی های غشاها

کاربردهای غشا

فرآیندهای غشایی

اسمز معکوس

نانوفیلتراسیون

اولترافیلتراسیون

میکروفیلتراسیون

کامپوزیت

کامپوزیت چیست؟

از کاهگل تا کامپوزیت های پیشرفته

کاربردهای دیگر کامپوزیت ها

ساخت کامپوزیت

روش های ساخت نانوکامپوزیت

کاربرد تکنولوژی غشا

محورهای اصلی کاربرد غشاها

صنعت آب و فاضلاب

صنایع غذایی

صنایع دارویی و پزشکی

تصفیه هوا و خالص سازی گازها

کاربردهای دیگر

غشاهای بستر آمیخته

انواع غشاها

مدل حلالیت نفوذ

تجهیزات لازم بررسی ساختار عملکرد غشاها

تاریخچه گسترش غشا

تاریخچه غشاهای بستر آمیخته

بخش دوم: مواد، تجهیزات و کارهای تجربی

انتخاب مناسب فاز پلیمری

غشای پلیمر پلی سولفون

دلایل انتخاب نانوکلی و نانوسیلیکا و پلیمر

کارهای تجربی

مواد و تجهیزات

ساخت غشا

ساخت فیلم غشای پلیمری اولترافیلتراسیون PSf

ساخت غشاهای نانوکامپوزیتی

شار آب خالص

مدول غشایی

آزمون تراوش

نحوه انجام آزمایش ها

محاسبه میزان آب خالص عبوری غشا

روش های ارزیابی ساختاری

بخش سوم: نتایج و بحث

ارزیابی ساختاری

طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)

آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM)

میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM)

نتایج آزمایش های جداسازی مایعات

آزمون تراوایی

بخش چهارم: نتیجه گیری و پیشنهادات

نتیجه گیری

پیشنهادات