22415

ساخت غشاء سراميكي اصلاح شده با نانو ذرات ZrO2 جهت تصفيه آب

كارشناسي ارشد

علوم و فناوري نانو ـ نانوشيمي

1399/3/13

دكتر محبوبه رباني

دكتر روح الله زارع دورابي

شيمي

در اين پژوهش، نانو ذره‌هاي ZrO2 به روش سنتز همرسوبي با كمك امواج مايكروويو سنتز شده و با تكنيك‌هاي مختلفي مثل FT-IR، XRD، DRS، BET و SEM شناسايي شد. نتايج به دست آمده از آناليز BET نشان داد كه زيركونيم اكسيد سنتز شده داراي مساحت سطح بالايي است (m2/g 97/157)، بنابراين ميزان فعاليت آن در جذب آلاينده رنگي آبي متيلن در محلول آبي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج به دست آمده نشان داد كه اين اكسيد فلزي قابليت جذب رنگ آبي متيلن با غلظت 5 ميلي گرم بر ليتر را تا 67% دارد. همچنين مي‌تواند يون كروم را در غلظت كمتر از 20 ميلي‌گرم بر ليتر و در 5 pH=و زمان كمتر از 5 دقيقه تا بالاي 70 درصد جذب كند. در ادامه، نانو آميزه مغناطيسي ZrO2/ MnFe2O4 با روش مكانوشيميايي تهيه شد و مشخص شد كه مي‌تواند رنگ آبي متيلن را با غلظت 5 ميلي‌گرم بر ليتر در حدود 65% جذب كند. مزيت اين آميزه مغناطيسي جداسازي آسان با استفاده از يك ميدان مغناطيسي خارجي اعمال شده است. به‌علاوه، آميزه مغناطيسي ZrO2/ MnFe2O4 به عنوان كاتاليزگر براي تهيه استخلاف‌هاي ايميدازول به كار گرفته شد و نتايج به دست آمده نشان داد حضور اين آميزه بازده 84% را براي انجام واكنش سه جزيي در پي دارد. همچنين در اين پژوهش، غشاي پوشش داده شده با زيركونيم اكسيد جهت فرآيندهاي غشايي در پالايش پساب‌ روغني، به دليل داشتن بازده اقتصادي بالا و توانايي تركيب با ديگر فرآيندهاي متداول پالايش پساب، براي حذف آلاينده‌ها به كار گرفته شد. براي ساخت غشاء از خاك چيني ، آلومينا، عامل تخلخل‌زا و كربوكسي متيل سلولز به عنوان همبست‌گر استفاده شد. براي تهيه خوراك‌ها از پساب سنتزي و پساب پالايشگاه اصفهان استفاده شده است. در فرآيند ميكروفيلتراسيون توسط غشاي سراميكي و غشاي سراميكي پوشش داده شده با ZrO2، عوامل مختلف مانند فشار و غلظت روغن تاثير دارند. نتايج شارتراوشي نشان داد كه در سراميك كوت شده گرفتكي كاهش پيدا كرده است. همچنين كدورت، مقدار كل كربن آلي، پس زني و گرفتگي نشان دادند كه غشاي سراميكي با پوشش ZrO2 مي‌تواند كيفيت محصول تراويده با بازده 98 و 99 درصدي نسبت به غشاي سراميكي را به ترتيب در پساب‌ سنتزي و پساب پالايشگاه اصفهان داشته باشد.

1399/07/14

Fabrication of ceramic membrane modified with ZrO2 nanoparticles for water treatment

6/3/2021 12:00:00 AM

In this study, ZrO2 nanoparticles were synthesized by microwave-assisted coprecipitation synthesis and were identified by various techniques such as FT-IR, XRD, DRS, BET and SEM. The results obtained from BET analysis showed that the synthesized zirconium oxide has a high surface area (157.97 m2/g), so its activity in adsorption of methylene blue dye in aqueous solution was investigated. The results showed that this metal oxide has the ability to absorb methylene blue dye with a concentration of 5 mg/L up to 67%. It can also absorb chromium ions at a concentration of less than 20 mg/L and at pH = 5 and a time of less than 5 minutes to above 70%. Then, magnetic ZrO2/MnFe2O4 nanoparticles were prepared by mechanochemical method and it was found that it can absorb methylene blue dye at a concentration of 5 mg/L at about 65%. The advantage of this magnetic compound is easy separation using an applied external magnetic field. In addition, the ZrO2/MnFe2O4 magnetic compound was used as a catalyst to prepare imidazole substitutions, the results showed that the presence of this compound resulted in an 84% efficiency for the three-component reaction. Also in this study, zirconium oxide coated membrane was used for membrane processes in oil effluent treatment, due to its high economic efficiency and ability to combine with other common effluent treatment processes to remove contaminants. Porcelain, alumina, porosity and carboxymethylcellulose were used as correlators to make the membrane. Synthetic effluent and effluent of Isfahan refinery have been used to prepare the feed. In the microfiltration process by ceramic membrane and ceramic membrane coated with ZrO2, various factors such as pressure and oil concentration are effective. The results of the screwing showed that the clamping was reduced in the coated ceramic. Also turbidity, total amount of organic carbon, rejection and clogging showed that the ceramic membrane with ZrO2 coating was able to have the quality of the product with 98 and 99% efficiency compared to the ceramic membrane in the synthetic effluent and effluent of Isfahan refinery, respectively.