15559

15559

بررسي تأثير حضور نانوذرات بر ويژگي هاي غشاهاي تبادل كاتيون ناهمگن

كارشناسي ارشد

فرآيندهاي جداسازي

بهمن‌ماه1394

بهمن‌ماه1394

دكتر سيد نظام‌الدين اشرفي‌زاده

دكتر توان كيخاوني

مهندسي شيمي

الكترودياليز يك فرآيند جداسازي بر پايه انتقال يون¬ها از درون غشاهاي تبادل يون است. در يك سامانه الكترودياليز، غشاهاي تبادل آنيون و تبادل كاتيون به¬صورت متناوب بين آند و كاتد قرار گرفته‌اند. غشاهاي تبادل يون مهم¬ترين جزء سامانه الكترودياليز هستند. با توجه به اين موضوع، در اين تحقيق سنتز غشاهاي تبادل كاتيون ناهمگن باهدف دستيابي به غشايي با ويژگي¬هاي قابل قبول، بررسي شده است. در اين تحقيق، غشاهاي تبادل كاتيون ناهمگن با استفاده از پليمرهاي پلي¬وينيل كلرايد (PVC)، پلي(استايرن) فشرده‌شده (HIPS) و اكريلونيتريل¬بوتادي¬ان¬استايرن (ABS)، رزين تبادل كاتيون و حلال تتراهيدروفوران به روش ريخته‌گري محلول سنتز شدند. ابتدا، پليمرها با نسبت¬هاي مختلف تركيب شدند و مناسب¬ترين نسبت بعنوان ماتريس پليمري انتخاب شد. سپس افزودني¬هاي نانوذره مونت¬موريلونيت 10K، نانوذره اكسيد آهن (III) و نانوذره اكسيد آهن (III) سولفاته به¬منظور بهبود خواص غشا، به ماتريس پليمري انتخاب شده افزوده شدند. كليه ويژگي¬هاي الكتروشيميايي غشاهاي سنتز شده (بدون افزودني و با افزودني) مانند ميزان آب غشا، ظرفيت تبادل يون، غلظت بارهاي ثابت، عدد انتقال، تراوش¬انتخابي و مقاومت الكتريكي اندازه¬گيري شدند. ذرات مونت¬موريلونيت 10K به¬دليل داشتن گروه¬هاي تبادل كاتيون،خواص غشا را بهبود بخشيدند. بهترين نتيجه با تركيب پليمري PVC و ABS و نسبت 03/0 افزودني بدست آمد.ذرات اكسيد آهن (III) بدليل خاصيت جذب سطحي كه دارند، خواص غشا را بهتر كردند. بهترين ماتريس پليمري براي اين ذرات تركيب PVC، HIPS و ABS در نسبت¬هاي بترتيب 60، 20 و 20 درصد وزني و بهترين نسبت افزودني نيز 02/0 تعيين شد. ذرات اكسيد آهن (III) سولفاته، افزون بر خاصيت جذب سطحي، با داشتن گروه عاملي تبادل يون، خواص غشا را بهبود بخشيدند. بهترين ماتريس پليمري براي توزيع مناسب اين ذرات تركيب PVC، HIPS و ABSو بهترين نسبت افزودني نيز 005/0 مشخص شد.بهترين غشاي سنتز شده در اين تحقيق، غشاي با تركيب پليمري 20 درصد ABS و 80 درصد PVC و نسبت افزودني 03/0 مونت¬موريلونيت 10K انتخاب شد. واژه‌هاي كليدي:الكترودياليز، غشاي تبادل كاتيون ناهمگن، نانوذره رس، نانواكسيد آهن (III)، شيرين-سازي آب، تركيب پليمري.