23023

ساخت و ارزيابي غشا الياف توخالي PVDF با استفاده از نانوذرات دولايه هيدروكسيدي براي فرآيند تصفيه آب

كارشناسي ارشد

فرايندهاي جداسازي

1396

1399/8/7

دكتر تورج محمدي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

در اين مطالعه، نانوذرات آب دوست Mg-Al LDH از طريق روش همرسوبي با موفقيت توليد و براي بهبود خواص سطح و افزايش عملكرد غشاي اولترافيلتراسيون الياف توخالي PVDF استفاده شد. به اين منظور، در ابتدا غشاهاي تخت با غلظت‌هاي مختلف پليمر، حفره¬ساز و نانوذرات با روش وارونگي فاز ساخته شده و براي يافتن شرايط مطلوب و بهينه مورد مطالعه قرار گرفتند و در نهايت اين مقادير بهينه به ماتريس الياف¬توخالي منتقل شدند. غشاهاي الياف توخالي ماتريس آميخته با 3 تركيب مختلف نانوذره با روش خشك و مرطوب ريسندگي شده است و عملكرد جداسازي آن در مقابل حذف پروتئين، دارو ديكلوفناك سديم و آموسي¬سيلين بررسي شد. به¬طور كلي آناليز FT-IR،XRD ، FESEM، AFM و زاويه تماس آب جهت مشخصه¬يابي نانوذرات و غشاها مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل نشان¬دهنده¬ي كاهش 30 درجه¬اي زاويه تماس، افزايش تخلخل و ميانگين اندازه حفرات، بهبود زبري و خصوصيات ضدگرفتگي براي غشاهاي حاوي 5/0 درصد وزني Mg-Al LDH نسبت به غشاي خالص مي¬باشد. شار تراوايي آب خالص به 203، ميزان پس-زني پروتئين BSA و داروهاي ديكلوفناك و آموكسي¬سيلين به ترتيب به 0/99%، 3/99% و 8/98% و نسبت شار برگشتي اين سه خوراك به بالاي 96% دست يافت.

1399/10/22

Fabrication and Evaluation of PVDF Hollow Fiber Membranes Using LDH Nanoparticles for The Water Treatment Process

10/29/2021 12:00:00 AM

In this study, Mg-Al LDH hydrophilic nanoparticles were successfully synthesized by the co-precipitation method and applied to enhance the surface properties and performance of the PVDF ultrafiltration membrane. The membranes with different polymer, pore-former, and nanoparticle concentrations were fabricated with phase inversion approach and studied to find the optimum conditions. Finally, these optimal values were transferred to the hollow fiber matrix. Hollow fiber mixed- matrix membranes with 3 different nanoparticle contents by the dry/wet-spinning method were prepared, and its separation performance was investigated against protein removal, diclofenac sodium, and amoxicillin. The FT-IR, XRD, FESEM, AFM, and water contact angle analysis were performed to characterize nanoparticles and membranes, generally. The results show a 30-degree decrease in contact angle, increased porosity, and average pore size, improved roughness, and anti-fouling properties for membranes containing 0.5% Mg-Al LDH compared to the neat membrane. Pure water flux reached 202.73 (LMH), BSA, diclofenac, and amoxicillin rejection were 99%, 99.3%, and 98.79%, respectively. The FRR for all feeds were above 96%.

فرايند اولترافيلتراسيون , غشاي الياف توخالي , نانوذره دولايه هيدروكسيدي منيزيم-آلومينيوم , ديكلوفناك سديم , آموكسي سيلين

Ultrafiltration process , Hollow fiber membrane , Mg-Al LDH nanoparticle , Sodium diclofenac , Amoxicillin