33025

بهبود كاركرد غشاي نانوفيلتراسيون از طريق ايجاد لايه مياني زئوليتي

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي - فرآيند‌هاي جداسازي

1401

1403/11/14

دكتر تورج محمدي

دكتر سهيل ضرغامي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

غشا‌هاي نانوكامپوزيت لايه نازك (TFN) حساسيت قابل توجهي نسبت به برهم‌كنش‌هاي ماتريس پليمري و نانوذرات بارگذاري شده از خود نشان مي‌دهند. در اين پژوهش يك روش نوآورانه و سريع براي قرارگيري هرچه بهتر نانوذرات در ساختار پلي آميدي مطرح شد. در اين روش از نانوساختار به عنوان الگوي فداشونده با نقش لايه مياني بين مونومر آبي و آلي در فرآيند پليمريزاسيون بين سطحي (IP) براي ساخت غشا‌هاي TFN استفاده شد و نتايج بهبود ساختار لايه پلي آميدي را نشان داد. اين روش نوين مزاياي زيادي مانند بارگذاري يكنواخت نانوساختار و همچنين جلوگيري از هدررفت نانوذرات و واكنش‌هاي ناخواسته با مواد ديگر را دارد. در نتيجه پس از فرآيند IP يك لايه پلي آميدي بدون نقص ايجاد شد. اين لايه پس از بين رفتن نانوذرات از ساختار غشا با روش دوست دار محيط زيست تشكيل مي‌شود. نانوذرات در ساختار، نانوحباب‌هايي توسط الگوي فداشونده ايجاد مي‌كنند كه منجر به بهبود عملكرد غشا‌هاي نانوفيلتراسيون (NF) مي‌شود.ميزان نانوساختار از كم‌ترين مقدارwt% 01/0 تا wt% 04/0 انتخاب شد. غشاي بهينه ساخته شده در اين پژوهش با ميزانwt% 03/0، شار آب را از L.m−2.h−1.bar−1 6/11 بهL.m-2.h-1.bar-1 5/25 افزايش داد كه نشان دهنده بهبود دو برابري نسبت به غشاي كنترلي مي‌باشد، همچنين پس‌زني Na2SO4 با كاهشي بسيار اندك از % 07/97 به ميزان % 6/95 رسيد. اين بهبود كلي عملكرد نتيجه تركيبي از بهبود خواص مانند، افزايش آب‌دوستي، افزايش سطح تماس فيلتراسيون، و كاهش ضخامت لايه پلي آميدي و ايجاد نانوحفراتي كه مقاومت انتقالي آب را كاهش مي‌دهند، مي‌باشد. در اين پژوهش همچنين مقايسه‌اي با روش مرسوم ساخت غشا‌هاي نانوكامپوزيت نيز صورت گرفت. بر اساس نتايج به دست آمده، روش نوين پيشنهاد شده در اين پژوهش، عملكرد برتري را نسبت به روش مرسوم از خود نشان مي‌دهد و امكان دستيابي به تراوش پذيري بالاي آب و پس‌زني قابل قبول Na₂SO₄ را محقق مي‌سازد.

1403/11/23

Improving Nanofiltration Membrane Performance Using a Zeolite Interlayer

2/2/2026 12:00:00 AM

Thin-film nanocomposite (TFN) membranes demonstrate significant sensitivity to the interaction between polymer matrices and included nanoparticles (NPs). This study presents an innovative and facilitated technique to integrate NPs, as a sacrificial interlayer between piperazine (PIP) and trimesoyl chloride (TMC) in The polymerization process was employed for the fabrication of TFN membranes, resulting a selective polyamide (PA) layer. This novel method guarantees accurate NPs placement, It also prevents material loss and undesirable reactions with other materials. Therefore, after the polymerization process, a defect-free polyamide layer was formed. This layer was created using an eco-friendly method after the NPs were removed from the membrane structure. The NPs formed nanobubbles within the structure using a sacrificial template, which led to improved performance of nanofiltration (NF) membranes The optimized membrane developed in this study increased water flux from 11.6 L·m⁻²·h⁻¹·bar⁻¹ to 25.5 L·m⁻²·h⁻¹·bar⁻¹, indicating a twofold improvement compared to the control membrane. Additionally, Na₂SO₄ rejection exhibited a slight decrease from 97.07% to 95.6%. The enhancements result from increased hydrophilicity, enlarged filtration area, reduced PA layer thickness, and formed nanovoids that diminish transport resistance. This new technique was also compared with the conventional TFN synthesis method. Based on the results, this emerging method demonstrates superior performance, achieving enhanced water permeability and high Na₂SO₄ rejection compared to the conventional approach.

پليمريزاسيون بين سطحي , ، نمك زدايي , چارچوب‌هاي آلي-فلزي , غشاي TFN , چارچوب‌هاي آلي-فلزي

Interfacial polymerization , Desalination , Metal-organic frameworks.

Kamyar Kamali Ardakani

Dr. Toraj Mohammadi- Dr. Soheil Zarghami