27229

رنگ زدايي از پساب با استفاده از غشاي اولترافيلتراسيون نانوكامپوزيتي PVDF اصلاح شده با گرافن اكسايد و تركيبات پايه فلزي

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

1398

1401/07/16

دكتر عليرضا همتي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

رنگ ها به عنوان يكي از اصلي ترين آلاينده هاي منابع آبي مي باشند كه در اثر تخليه به محيط زيست سبب آسيب هاي جدي مي شوند. به همين علت فناوري غشايي براي تصفيه پساب هاي رنگي مورد توجه محققان قرار گرفته است. در اين پژوهش، غشاي اولترافيلتراسيون پلي‌ وينيليدين فلورايد (PVDF) و غشاي هيدروژل نانوكامپوزيتي PVDF/ پلي وينيل الكل-اكسيد گرافن-سديم آلژينات (PVA-GO-NaAlg) و پلي وينيل پيروليدون (PVP) به عنوان عامل حفره ساز با روش وارونگي فاز به منظور حذف رنگ هاي كنگو رد (CR) و متيل اورانژ (MO) ساخته شدند. مشخصات غشاهاي آماده شده با غلظت‌هاي مختلف هيدروژل نانوكامپوزيتي (HG) و PVP توسط ميكروسكوپ الكتروني گسيل ميداني (FESEM)، ميكروسكوپ نيروي اتمي (AFM)، اندازه‌گيري زاويه تماس (CA)، طيف‌سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (ATR-FTIR)، مورد تحليل و ارزيابي قرار گرفت. همچنين اثرات افزودن HG و PVP به محلول ريخته‌گري بر آبدوستي، شار آب خالص (PWF)، خاصيت ضد گرفتگي و ميزان پس زني رنگ مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از آناليزهاي صورت گرفته نشان داد كه آبدوستي غشاي PVDF حاوي wt 0/3 % PVA-GO-NaAlg در مقايسه با غشاي خالص افزايش يافته است و به طوري كه زاويه تماس غشا از °82/5 به °70/7 رسيده است. شار آب خالص براي غشاهاي PVDF اصلاح شده حاوي wt 0/3% HG وwt 0/1% PVP به L/m2.h 103/2 در فشار bar 3 رسيد. اين غشا پس¬زني بالاتر از 92، 95 و 98% را براي متيل اورانژ، كنگو رد و آلبومين سرم گاوي (BSA) نشان داد. همه غشاهاي هيدروژل نانوكامپوزيت نسبت بازيابي شار (FRR) بالاتري نسبت به غشاهاي PVDF خالص داشتند و بهترين عملكرد ضد گرفتگي 90/1% مربوط به غشا حاوي wt 0/3% HG بود.

1401/08/03

Dye removal of wastewater using PVDF nanocomposite ultrafiltration membrane modified with graphene oxide and metal-based compounds

10/8/2023 12:00:00 AM

Dyes are one of the main pollutants of water resources, which cause serious damage to the environment due to discharge, and membrane technology has been considered for the treatment of dye wastewater. this research presents a modified polyvinylidene fluoride (PVDF) ultrafiltration membrane blended with graphene oxide-polyvinyl alcohol-sodium alginate (GO-PVA-NaAlg) nanocomposite hydrogel (HG) and polyvinylpyrrolidone (PVP) fabricated by the phase inversion induced by immersion precipitation procedure. Characteristics of the membranes with different HG and PVP concentrations were analyzed by field emission scanning electron microscopy (FESEM), Atomic force microscopy (AFM), contact angle measurement (CA) and Attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR). The influences of adding HG and PVP to the casting solution on hydrophilicity, pure water flux (PWF), anti-fouling ability, and dye rejection efficiency were investigated. The analysis results showed that the hydrophilicity of PVDF membrane containing 0.3wt% of HG increased compared to pure membrane; So that the CA of the membrane decreased from 82.5 to 70.7 degrees. The maximum pure water flux reached 103.2 L/m2 h at 3 bar for the modified PVDF membranes containing 0.3wt% HG and 1.0wt% PVP. This membrane exhibited a rejection efficiency of higher than 92%, 95%, and 98% for Methyl Orange (MO), Conge Red (CR), and Bovine Serum Albumin (BSA), respectively. All nanocomposite membranes possessed a flux recovery ratio (FRR) higher than pure PVDF membranes, and the best anti-fouling performance of 90.1% was relevant to the membrane containing 0.3wt% HG.

پلي وينيليدين فلورايد , هيدروژل نانوكامپوزيت , غشاي اولترافيلتراسيون , تصفيه پساب رنگي , گرفتگي

Polyvinylidene fluoride , Nanocomposite hydrogel , Ultrafiltration membrane , Textile treatment , Fouling

armin ghobadi moghadam

alireza hemmati