20858

۲۰۸۵۸

ساخت و ارزيابي غشاي نانومركب لايه نازك

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

۱۳۹۵

۱۳۹۸/۲/۳۱

دكتر تورج محمدي

دكتر سليمان صاحبي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

در اين مطالعه غشاي نوين فيلم نازك تركيبي (TFC) اسمز مستقيم با گرافن نانو پليت عامل¬دار شده با پلاسما (GnP) به عنوان اصلاح كننده¬ي لايه¬ي محافظ با موفقيت ساخته و ارزيابي شد. نانو صفحات GnP درون محلول پليمري ادغام شدند تا لايه¬ي محافظ غشاي نانو كامپوزيتي PES/GnP به دست بيايد. سپس لايه¬ي فعال پلي آميدي روي لايه¬ي محافظ PES/GnP با روش پليمريزاسيون سطحي ساخته شد تا غشاي فيلم نازك تركيبي اسمز مستقيم به دست بيايد. به طور كلي افزودن GnP باعث افزايش آبدوستي و تخلخل سطحي غشاها شد. در آزمايش¬هاي ارزيابي عملكرد اسمز مستقيم ( آب ديونيزه به عنوان خوراك و محلول هاي نمكي 5/0، 1 و 2 مولار به عنوان محلول كشنده) در دوحالت لايه¬ي فعال در مواجه با خوراك و لايه¬ي فعال در مواجه با محلول كشنده، غشاي فيلم نازك تركيبي با افزودن مقدار 3/0 درصد GnP به لايه¬ي محافظ بهترين نتايج را با شار آب بالا و نمك برگشتي ويژه كمتر نشان داد. شار آب غشاي مزبور در مقايسه با غشاي كنترل از مقدار LMH00/8 به LMH 06/ 18 در شرايط AL-FS و محلول كشنده 1 مولار NaCl افزايش يافت. افزايش شار آب به دليل كاهش پارامتر ساختاري منجر به كاهش قطبيت غلظت داخلي گرديد. با توجه به نتايج به دست آمده در اين كار نتيجه گيري مي¬شود كه افزودن مقدار مناسب GnP به لايه¬ي محافظ پلي اتر سولفوني باعث بهبود عملكرد غشاي فيلم نازك تركيبي در فرآيند اسمز مستقيم مي¬شود. واژه‌هاي كليدي: اسمز مستقيم، سنتز غشاي فيلم نازك تركيبي، غشاي نانو كامپوزيتي، گرافن نانوپليت

1398/04/31

Synthesis and Characterization of Polyethersulfone Thin film Nanocomposite membrane for Forward osmosis

5/20/2020 12:00:00 AM

In this study, a new thin film composite (TFC) forward osmosis membrane with plasma-functionalized nano-plate graphene (GNP) was successfully developed and evaluated. GNPs was incorporated into polymer dope solution to obtain the PES/GNP nano-composite membrane. Afterward the polyamide rejection layer was formed on the top surface of substrates by interfacial polymerization to obtain forward osmosis membrane. Generally, the addition of GNP can increases the membrane performance which is related to increased membrane hydrophilicity. Developed FO membranes were evaluated under both operation mode: FO mode (AL-FS) active layer face feed solution and PRO mode (AL-DS) active layer face draw solution. Deionized water was used as feed solution (FS) and NaCl with 0.5-1-2 Molar concentrations were used as a draw solution. TFC-GnP-0.3, showed the best results with a high water flux and lower specific reverse solute flux. TFC-GnP-0.3 flux compared to control membrane was increased from 8 LMH to 18.62 LMH in FO mode of operation when DI water as FS and 1 M NaCl as a DS were used. Increasing water flux was due to reduction of structural parameter which leads to lower concentration polarization. According to the results obtained in this paper, it is concluded that adding the suitable content of GNP into the membrane substrate can improves the performance of TFC- FO membrane without sacrificing the membrane tensile strength and mechanical stability. Keywords: Forward osmosis, Synthesis Thin film composite membrane, Nanocomposite membrane Graphene Nanoplatelets