-
شماره ركورد
30341
-
پديد آورنده
سارا پيراينده
-
عنوان
ساخت غشاي كامپوزيتي جانوس بر پايه پلي وينيليدن فلورايد اصلاح شده با نانومواد كربني و پليمرهاي آبدوست به منظور استفاده در فرآيند تقطير غشايي
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
-
سال تحصيل
1399
-
تاريخ دفاع
1402/6/29
-
استاد راهنما
آقاي دكتر تورج محمدي
-
استاد مشاور
سركار خانم مريم احمدزاده توفيقي
-
دانشكده
مهندسي شيمي ونفت
-
چكيده
در اين مطالعه، براي اولين بار استفاده موفقيت آميز از 1-بوتيل-3- متيل ايميدازوليوم هگزافلوئوروفسفات براي عامل دار كردن نانولولههاي كربني گزارش شده است و ارزيابيهاي نانولولههاي كربني از جمله آزمونهاي FTIR، XRD و FESEM انجام شدند. در مرحله بعد اين نانولولههاي كربني عامل دارشده به عنوان يك نانوپركننده مناسب در سنتز غشاهاي ماتريس آميخته (MMM) با روش وارونگي فاز متشكل از پلي وينيليدين فلورايد (PVDF) اعمال شدند. ارزيابي تأثير غلظت پليمر و محتواي نانولوله كربني اصلاحشده و تأثير حفره ساز بر عملكرد غشاء توليد شده در فرآيند تقطير غشايي خلاء (VMD) انجام شد. همچنين روش پاسخ سطح براي بهينه سازي عملكرد و ساختار غشا اجرا شد و پارامترهاي متغير درصد نانوذرات عاملدار شده، درصد پليمر و درصد حفره ساز در نرم افزار Design Expert انتخاب و در نهايت درصد بهينه براي ساخت غشاي نهايي مورد نظر قرار گرفت. همانطور كه در نتيجه مشاهده ميشود، نانولولههاي كربنيهاي عاملدار شده خواص مختلف غشا مانند تخلخل غشا، خواص حرارتي و مكانيكي وبه ويژه خاصيت توزيع پذيري نانوذرات در داخل ماتريس غشا را بهبود دادهاند و حفرههاي انگشت مانند را بدون هيچ گونه تغيير نامناسب در آبگريزي، در نهايت عملكرد غشاء PVDF ارتقا ميدهند. MMM هاي حاصل، از نظر عملكرد مناسب آنها در VMD مورد ارزيابي قرار گرفتند. شار آب در حدود LMH)) 64.31 و رد نمك 99.99% غشاي حاوي 0.8 درصد وزني نانولولههاي كربني اصلاح شده و %16.82 وزني پليمر گزارش شده است غشاهاي توليد شده (PVDF/CNT-BMIMPF6) با استفاده از چندين روش و آزمونها تحليلي، از جمله ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FESEM)، طيفسنجي فروسرخ تبديل فوريه (FTIR)، آناليز ميكروسكوپ نيروي اتمي (AFM) و زاويه تماس با آب (WCA) انجام شدند. همچنين غشاي ماتريس آميخته با اصلاح نانولولههاي كربني با مايع يوني با WCA در حدود 135.46° بهترين عملكرد را باعث افزايش رد نمك به ميزان 30 درصد در مقايسه با نانوذرات اصلاح نشده شد. هم چنين در مرحله دوم اين مطالعه، لايه نشاني پليمر آبدوست پلي وينيل الكل برروي غشاي بهينه (PVDF/CNT-BMIMPF6) انجام شد و غشاي كامپوزيتي جانوس ساخته و عملكرد آن در فرايند تقطير غشايي تحت خلأ مورد بررسي قرار گرفت كه شار آب به 32.5 ) LMH.( و رد نمك 97% رسيد.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1402/10/19
-
عنوان به انگليسي
Fabrication of Janus composite membrane based on modified PVDF with carbon nanomaterials and hydrophilic polymers in membrane distillation process
-
تاريخ بهره برداري
9/19/2024 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
سارا پيراينده
-
چكيده به لاتين
In this study, for the first time, the successful use of 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate for the functionalization of carbon nanotubes has been reported, and evaluations of carbon nanotubes including FTIR, XRD and FESEM tests were performed. In the next step, these functionalized carbon nanotubes were applied as a suitable nanofiller in the synthesis of mixed matrix membranes (MMM) by phase inversion method consisting of polyvinylidene fluoride (PVDF). evaluation of the effect of polymer concentration and modified carbon nanotube content and the effect of cavitation on the performance of the membrane produced in the vacuum membrane distillation (VMD) process was carried out. Also, the surface response method was implemented to optimize the function and structure of the membrane, and the variable parameters of functionalized nanoparticles percentage, polymer percentage, and hole-forming percentage were selected in Design Expert software, and finally, the optimal percentage was selected for the final membrane construction. As can be seen in the results, the functionalized carbon nanotubes have improved various properties of the membrane such as membrane porosity, thermal and mechanical properties, and especially the dispersibility property of nanoparticles inside the membrane matrix, and finger-like cavities without any inappropriate change in hydrophobicity, finally they improve the performance of PVDF membrane. The resulting MMMs were evaluated for their appropriate performance in VMD. A water flux of about 63.81 (LMH) and a salt rejection of 99.99% were reported for the membrane containing 0.99 wt% of modified carbon nanotubes and 17 wt% of polymer. Scanning electron microscopy (FESEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), atomic force microscopy (AFM) and water contact angle (WCA) analysis were performed. Also, the mixed matrix membrane by modifying carbon nanotubes with ionic liquid with WCA around 135.46° showed the best performance, increasing the salt rejection by 30% compared to unmodified nanoparticles. Also, in the second stage of this study, a layer of hydrophilic polyvinyl alcohol polymer was applied on the optimal membrane (PVDF/CNT-BMIMPF6) and Janos composite membrane was made and its performance was investigated in the process of membrane distillation under vacuum, and the water flux was 32.5 (LMH.) and salt rejection reached 97%.
-
كليدواژه هاي فارسي
غشاي ماتريس آميخته , نانولولههاي كربني , مايع يوني , تقطير غشايي تخت خلأ , پلي وينيليدن فلورايد
-
كليدواژه هاي لاتين
Mixed matrix membrane , carbon nanotubes , Ionic liquid , vacuum membrane distillation , PVDF
-
Author
sara pirayandeh
-
SuperVisor
professor toraj mohammadi
-
لينک به اين مدرک :