27379

ساخت غشاي ماتريس آميخته اولترافيلتراسيون حاوي نانوذرات هيبريدي گرافن اكسايد/نقره جهت استفاده در تغليظ فيكوسيانين

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

1399

1401/06/31

تورج محمدي

مريم احمدزاده توفيقي

مهندسي شيمي نفت و گاز

در اين پژوهش، ابتدا نانوذرات هيبريدي گرافن اكسايد/نقره (Ag/GO) سنتز شد و در ساخت غشاهاي اولترافيلتراسيون پلي سولفون (PSF) به روش وارونگي فاز جهت تصفيه ي پساب دارويي و رنگي مورد استفاده قرار گرفت. طراحي آزمايش به روش باكس بنكن با استفاده از نرم افزار Design Expert كمك كرد تا مقدار بهينه ي متغيرهاي مورد مطالعه محاسبه شوند. متغيرهاي مورد مطالعه شامل غلظت پليمر PSF، غلظت حفره ساز پلي وينيل پيروليدون (PVP) و غلظت نانوذرات Ag/GO بود كه تأثير آن ها بر شار آب خالص و پس زني رنگدانه ي متيلن بلو (MB) مورد بررسي قرار گرفت. مطابق نتايج طراحي آزمايش، غشاي حاوي 19.485 درصد وزنيPSF و 0.043 درصد وزني PVP و 0.987 درصد Ag/GO به عنوان غشاي بهينه انتخاب شد. به دليل قيمت بالاي ماده ي دارويي فيكوسيانين، تعداد زياد آزمايش ها، قيمت پايين تر MB و اهميت حذف رنگدانه ي MB از پساب كارخانجات رنگرزي و نساجي، بهينه سازي غشاها ابتدا با رنگدانه MB صورت پذيرفت و سپس از غشاي بهينه براي تغليظ فيكوسيانين استفاده شد. نتايج نشان مي دهند كه تخلخل غشاي خالص از 38.28 درصد به 66.10 درصد براي غشاي بهينه و ميانگين اندازه حفرات آن ها نيز از nm 123.76 به nm 171.57 افزايش يافت. شار آب خالص از LMH 40.05 براي غشاي خالص به LMH 156.73 براي غشاي بهينه رسيد كه افزايش حدود 4 برابري را نشان مي دهد. نسبت بازيابي شار غشاي بهينه نسبت به غشاي خالص حدود 20% افزايش و گرفتگي كل آن حدود 10% كاهش يافت. همچنين نتايج حاصل از آزمايشات نشان مي دهند كه غشاي بهينه علاوه بر توانايي در حذف 81.6 درصدي رنگدانه MB، توانايي پس زني 93.8 درصدي فيكوسيانين را نيز دارد.

1401/08/30

Fabrication of ultrafiltration mixed matrix membrane containing graphene oxide/silver hybrid nanoparticles for use in phycocyanin concentration

9/21/2024 12:00:00 AM

In this research, silver/graphene oxide (Ag/GO) hybrid nanoparticles were synthesized and used in the manufacture of polysulfone (PSF) ultrafiltration membranes by phase inversion method for the treatment of pharmaceutical and dye wastewater. The design of experiment using the Box-Benken method by Design Expert software helped to calculate the optimal value of the studied variables. The studied variables included PSF polymer concentration, polyvinyl pyrrolidone (PVP) concentration as a pore-former agent and Ag/GO nanoparticles concentration, whose effects on pure water flux and rejection of methylene blue (MB) pigment were investigated. According to the results of the experiment design, the membrane containing 19.485 %wt PSF, 0.043 %wt PVP and 0.987 %wt Ag/GO was selected as the optimal membrane. Due to the high price of the medicinal substance phycocyanin, the large number of tests, the lower price of MB and the importance of removing MB pigment from the effluent of dyeing and textile factories, the optimization of membranes was done first with MB pigment and then the optimal membrane was used to concentrate phycocyanin. The results show that the porosity of the pure membrane increased from 38.28% to 66.10% for the optimal membrane and their average pore size increased from 123.76 nm to 171.57 nm. The pure water flux reached from 40.05 LMH for the pure membrane to 156.73 LMH for the optimized membrane, which shows an increase of about 4 times. The optimal membrane flux recovery ratio increased by about 20% compared to the pure membrane and its total fouling decreased by about 10%. Also, the results of the experiments show that the optimal membrane, in addition to the ability to remove 81.6% of MB pigment, also has the ability to remove 93.8% of phycocyanin.

غشاي اولترافيلتراسيون , گرافن اكسايد/نقره , فيكوسيانين , متيلن بلو , پساب دارويي

Ultrafiltration membrane , Graphene oxide/Silver , Phycocyanin , Methylene blue , Pharmaceutical wastewater treatment

Mahdi Rouhollahi

Toraj Mohammadi