18603

۱۸۶۰۳

ساخت و ارزيابي عملكرد نانوالياف متخلخل تبادل يوني به روش الكتروريسي جهت حذف نيترات از آب

كارشناسي ارشد

مهندسي پليمر

اسفند ۱۳۹۶

دكتر محمدرضا مقبلي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

كوپليمر متشكل از استايرن- وينيل بنزيل كلرايد به روش پليمريزاسيون امولسيوني تهيه شد. با اندازه¬گيري وزن مولكولي به وسيله گرانروي سنج استوالد زمان پليمريزاسيون 6 ساعت انتخاب شد. با استفاده از فرايند الكتروريسي، اليافي از كوپليمر با قطر 250 نانومتر ساخته شد. براي ساخت غشاهاي تبادل¬گر آنيوني، از معرف¬هاي آميني تري متيل آمين، تري اتيل آمين و تري بوتيل آمين استفاده شد. با افزايش مقادير آمين¬هاي تري متيل آمين، تري اتيل آمين و تري بوتيل آمين از 1 ميلي¬ليتر به 5 ميلي¬ليتر، افزايش تقريبا 50 درصدي در ظرفيت تبادل يوني تمام غشاها مشاهده شد و در نهايت به مقدار ثابتي رسيد. سپس عملكرد غشاهاي تبادل يوني تهيه شده در حذف نيترات بررسي شد. تأثير زمان تماس، غلظت اوليه يون نيترات و نوع معرف آميني از پارامترهايي بودند كه مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج به دست آمده نشان داد با افزايش زمان تماس، ميزان حذف افزايش مي¬يابد. براي غشاهاي عامل¬دار شده با تري متيل آمين مشاهده شد كارايي حذف يون نيترات با افزايش غلظت اوليه يون نيترات از 50 ppm به 100 pmm، از 75% به 45% كاهش مي¬يابد. همچنين مشاهده شد كه با افزايش طول زنجير در معرف¬هاي آميني ميزان حذف كاهش مي¬يابد. در اين پژوهش اثر يون مداخله¬گر سولفات مورد بررسي قرار گرفت و مشاهده شد كه با افزايش طول زنجير گروه آميني مورد استفاده براي عامل¬دار كردن الياف انتخاب¬پذيري نسبت به نيترات افزايش مي¬يابد؛ گرچه ظرفيت تبادل يوني كاهش مي¬يابد. ظرفيت تبادل يوني براي غشاهاي عامل¬دار شده توسط تري متيل آمين، تري اتيل آمين و تري بوتيل آمين به ترتيب 2/1، 1 و 7/0 meq/g به دست آمد. تصويرهاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشان داد كه با افزايش رطوبت و استفاده از حلال با نقطه جوش پايين (THF) قطر الياف افزايش مي¬يابد. در اين پژوهش، ايزوترم فرندليچ به عنوان ايزوترم جذب و مدل سينتيكي شبه درجه دوم به عنوان مدل سينتيكي مطلوب انتخاب شد.

1396/12/16

3/4/2024 12:00:00 AM

(vinyl benzyl chloride-styrene) copolymer was synthesized via emulsion polymerization. Polymer fiber with a diameter of 250 nanometer was prepared by electrospinning method. Amination process was applied to obtain an anionic-exchange membranes with trimethylamine, triethylamine and tributylamine. Ion exchange capacity of produced membranes was measured by titration procedure. The effects of amine content was investigated, With an increase in the amounts of trimethylamine, triethylamine, and tributylamine from 1 ml to 5 ml, an increase of approximately 50 percent in ion exchange capacity of all membranes was observed and eventually reached to the constant value. Then, the performance of ion exchange membranes prepared for nitrate removal was investigated. Contact time, initial concentration of nitrate ions and type of amine agent were the parameters that were studied. The results showed that increasing the contact time increases the removal nitrate. For functionalized membranes it has been observed that the efficiency of removal of nitrate ion decreases from 75% to 45% by increasing the initial concentration of nitrate ion from 50 ppm to 100 ppm. It was also observed that the amount of removal decreased with increasing chain length in amine agents, although ion exchange capacity decreases. Increasing chain length in amine agent improves selectivity of nitrate. The scanning electron microscopy images, the structure and morphology of the fibers prepared in different proportions of solvents and in different moisture conditions, are shown. FTIR analysis shows the fixation of functional groups on the surface of copolymer fibers. In this study, Freundlich isotherm was selected as absorption isotherm and pseudo-second-order kinetic model as a desirable kinetic model.