18310

۱۸۳۱۰

بررسي اثرات حلال و ضدحلال بر ساختار و عملكرد غشا اولترافيلتراسيون جهت پيش تصفيه اسمزمعكوس

كارشناسي ارشد

فرآيندهاي جداسازي

آبان ماه ۱۳۹۵

دكتر تورج محمدي

مهندسي شيمي ، نفت و گاز

چكيده در اين تحقيق سعي شده است فرمولاسيون مناسب محلول پليمري براي ساخت پيوسته غشا اولترافيلتراسيون با MWCO برابر 100KDalton به روش جدايش فازي كه پيش تصفيه اسمز معكوس است ارايه شود. پليمري كه براي ساخت محلول پليمري استفاده شده است پليوينيليدنفلورايد (PVDF ) و افزودني پايه O ميباشد. ابتدا به بررسي اثر انواع حلال مناسب براي پليمر پليوينيليدنفلورايد از جمله L، N، Mو همچنين تركيب دو حلال در محلول پليمري پرداخته شد. به منظور كنترل اندازه حفرات، توزيع مناسب حفرات در سطح غشا و ساختار مناسب غشا از تركيب افزودني در محلول پليمري استفاده شد. بدين منظور اثر تركيب افزودني پليمري Q و افزودني معدني P به صورت جداگانه با افزودني O بررسي شد. همچنين نقش تركيب حلال و اثر آن در محلول حاوي تركيب افزودنيها نيز بررسي شد. با جمعبندي مشاهدات و نتيجهگيري از آزمايشهاي بالا، L به عنوان حلال، O و Pبه عنوان افزودني انتخاب شدند. در ادامه بهوسيله نرمافزار Design Expert طراحي آزمايشي انجام شد و با مدلسازي رفتار فلاكس آب خالص و پسزني Dextran 450K پيشبيني شده و اثر افزودنيها به ويژه P در محلول پليمري بررسي شد. در پيشبيني رفتار فلاكس آب خالص مشاهده شد با افزايش غلظت افزودنيها ميزان فلاكس نيز افزايش مييابد. بالا بودن غلظت پليمر در محلول سبب افزايش فشردگي سطح فيلم پليمري شده و در نتيجه افزودنيها توانايي توليد حفرات با طول مناسب را ندارند و حفرات تشكيلشده سطحي ميباشد. اما در پيشبيني رفتار پسزني غشا مشاهده شد، زماني كه غلظت افزودني O در محلول بيش از ۵٪ است، افزايش غلظت P تغييري در مقدار پسزني ايجاد نميكند اما زماني كه غلظت افزودني O در محلول كمتر از ۵٪ است، افزايش غلظت P سبب افزايش پسزني غشا ميگردد. در نهايت با انجام يك آزمايش مدل ارايه شده تاييد شد و فرمولاسيون مناسب براي توليد پيوسته غشا اولترافيلتراسيون 100KDalton ارايه شد. واژه‌هاي كليدي: توليد پيوسته غشا اولترافيلتراسيون، جدايش فازي، اثر حلال، تركيب افزودني .

1396/10/20

1/10/2018 12:00:00 AM

In This Paper is tried to Presente a Polymer Solution Suitable Formulation for Ultrafiltration Continuous Membrane synthesis with MWCO Equal to 100 k Dalton with Phase-Separation Method in order to Osmosis Refinery Process. PVDF as Polymers and the Basic Additive O Have Been Used for Synthesizing Polymer Solution. Initially, the Effects of a Number of Suitable Solvents for PVDF Polymer such as L, M and N and a Mixture of Two of Them on Polymer Solution Have Been Evaluated. Additive Combination Has Been Used to Control the Size of the Pores, a Balanced Distribution of Pores in Membrane and an Acceptable Structure of the Membrane. To Achieve This, the Effect of the Mixture of Polymer Additive Q and Mineral Additive P each Independently with Additive O Was Put under Scrutiny. In addition, the Role of Solvent and its Effects on Solution Containing Additives Was Assessed. After a Comprehensive Verification of the Results, L Was Selected as Solvent and O and P Were Selected as Additives. As Next Step, the Behavior of Pure Water and Dextran 450K Rejection and the Effects of Additives, Especially P on Polymer Solution Were Predicted by Modeling the Behavior of Pure Water Flux Using Design Expert Software. In Prediction of the Behavior of Pure Water Flux, an Increase of Flux Due to the Increase of the Density of Additives Was Mentioned. High Density of Polymer in Solution Results in an Increase of Compression on the Surface of the Polymer Film. Consequently, the Additives Loose the Ability to Produce Pores with Suitable Length and Most of the Produced Pores Form on the Surface. But, in Predicting the Rejection Behavior of the Membrane, an Increase in the Density of P when the Density of Additive O in Solution is more Than 5 Percent doesn’t impose any Change on the Amount of Rejection. This Trend, However, is not Valid When the Density of Additive O in Solution Is Less than 5 Percent. In This Case, an Increase in the Density of P Leads to an Increase in Membrane Rejection. Finally, an Experiment Approved the Presented Model and Based on That, a Suitable Formulation for Producing 100 K Dalton Ultrafiltration Continuous Membrane Was Presented Keywords: Ultrafiltration Continuous Membrane synthesis, Phase Separation, the Effect of Solvents, Additive Combination.