18389

۱۸۳۸۹

بررسي اثر افزودني هاي پايه گلايكول در تهيه غشاي الترافيلتراسيون پلي وينيليدين فلورايد

كارشناسي ارشد

طراحي فرايند هاي جداسازي

آبان ماه ۱۳۹۵

دكتر تورج محمدي - دكتر مريم توكل مقدم

شيمي

اين پروژه با رويكرد بررسي اثر افزودني‌هاي X در تهيه غشاهاي الترافيلتراسيون پلي وينيليدين فلورايد به‌منظور تصفيه آب انجام‌شده است. بدين منظور انواع غشاهاي ورقه اي پليمري در دو مقياس پايلوت و آزمايشگاهي به روش وارونگي فازي ناشي از غوطه‌وري، در چهار طرح مختلف، با تركيب‌هاي متنوعي از مخلوط مواد آماده‌شده‌اند. حلال و ضد حلال به ترتيب N-N- دي متيل استاميد و آب مي باشند. همچنين از افزودني هاي X، Yو سورفكتانت Z استفاده شده است. مشخصات ساختاري و عملكردي غشاهاي آماده‌شده با استفاده از تصاوير SEM، ويسكوزيته، تخلخل، درصد جذب تعادلي آب، ضخامت غشا، شار آب خالص و پس دهي BSA و دكستران مورد ارزيابي قرارگرفته اند. در طرح اول اثر عامل هاي اوليه موثر بر ساختار و عملكرد غشا از جمله غلظت پليمر،جرم مولكولي افزودني X(200، 400، 2000 و 6000 دالتون)، درصد وزني X200، ضخامت و سرعت فيلم كشي مورد بررسي قرار گرفته اند و X200 به عنوان جرم مولكولي موثرتر انتخاب شده است. به منظور افزايش توأم شار آب خالص و پس دهي غشا، از تركيب افزودني‌ها در سه طرح آتي استفاده‌شده است. در اين راستا در طرح دوم از تركيب افزودني‌هاي X با جرم مولكولي‌هاي مختلف (600، 1500، 3000، 6000 و 10000 دالتون)، به‌عنوان افزودني دوم با X200 به‌عنوان افزودني اول، با درصد وزني هاي به ترتيب 5:5 و 5/7 : 5/2 استفاده‌شده است. در اين طرح غشاهاي داراي افزودني هاي X1500 و X200 در هر دو درصد وزني ذكر شده، شار آب خالص كمتر و پس دهي بيشتري نسبت به سايرين داشته اند. در طرح سوم اثر تركيب افزودني هاي X200 و Y بر عملكرد غشاهاي الترافيلتراسيون بررسي شد. حضور Y در محلول پليمري موجب افزايش ويسكوزيته، افزايش تخلخل كلي و سطح، كاهش اندازه حفرات و درنهايت افزايش شار آب خالص توأم با افزايش پس دهي نسبت به هر دو ماده BSA و دكستران بوده است. در طرح چهارم از تركيب افزودني هاي X200 (5%) و Z (1 تا 5 % وزني) استفاده شد. غشاي حاصل از 3% Z بالاترين نرخ پس دهي BSA را داشته است. با توجه به نتايج شگرف در عملكرد غشاهاي ساخته‌شده در طرح سوم، مي‌توان اين تركيب را براي ساخت غشاهاي مورداستفاده در صنعت تصفيه آب پيشنهاد كرد. واژه‌هاي كليدي: X، پلي وينيليدين فلورايد، الترافيلتراسيون، Y، Z

1396/11/01

1/21/2018 12:00:00 AM

This project has been carried out with the approach to investigate the effect of X additives on the preparation of polyvinylidine fluoride membranes for water purification. For this purpose, a variety of flat sheet membranes were prepared in two bench and pilot scales by phase inversion process, in four different sections, with various combinations of mixed materials. Solvent and non-solvent are N-N-dimethyl acetamide and water, respectively. Also, X, Y and Z additives have also been used. Structural and functional characteristics of the membranes were evaluated using SEM images, viscosity, porosity, water content, membrane thickness, pure water flux, BSA and dextran rejection tests. In the first section of the project, the effect of primary factors affecting the structure and performance of the membrane, including polymer concentration, molecular weight of the X additive (200, 400, 2000, and 6000 daltons), X200 concenrtation, film thickness and casting speed were investigated and X200 was selected as a more effective molecular weight. In order to increase both pure water flux and membrane retention, a combination of additives has been used in the following three sections. In this way, in the second section, the combination of X200 with different molecular weights of X (600, 1500, 3000, 6000 and 10,000 Daltons) as the first and second additives in the 5: 5 and 7: 2.5 ratio, was used. In this section, the membranes containing X1500 and X200 additives in both mass ratio, have a lower pure water flux and a higher rejection rate, than others. In the third section, the effect of X200 and Y additives on the performance of ultrafiltration membranes was investigated. The presence of Y in the polymer solutions increased the viscosity, balk and surface porosity, pure water flux, both BSA and Dextran rejection, and decreased pore size. In the fourth section, the combination of X200 (5%) and Z (1-5 wt%) was used. The membrane obtained from 3% of Z had the highest BSA rejection. Considering the remarkable membrane performance results of the third section, this composition can be proposed to make commercial membranes for water treatment industry.