شماره ركورد
33673
پديد آورنده
اوا صالحي
عنوان
ساخت و بررسي عملكرد غشاي نانوكامپوزيتي پليمري با خاصيت فتوكاتاليستي اصلاح¬شده با MXene/GO با هدف حذف آلاينده¬هاي دارويي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي- فرايندهاي جداسازي
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1403/12/7
استاد راهنما
عليرضا همتي
استاد مشاور
/
دانشكده
پرديس دانشگاهي - دانشكده مهندسي شيمي
چكيده
داروها بهعنوان يكي از اصليترين آلايندههاي منابع آبي هستند كه در اثر تخليه به محيطزيست سبب آسيبهاي جدي ميشوند به همين علت فناوري غشايي فتوكاتاليستي بهعنوان فناورياي نوين براي تصفيه پسابهاي دارويي موردتوجه محققان قرار گرفته است. در اين پژوهش، غشاي اولترافيلتراسيون پليمري بر پايهي پلياتر سولفون و پليوينيل پيروليدون و همچنين غشاي نانوكامپوزيتي اصلاحشده با گرافن اكسايد و مكسين با استفاده از روش وارونگي فاز، با هدف حذف آلايندههاي دارويي تهيه شد. گرچه تمركز اصلي بر حذف آنتيبيوتيك تتراسايكلين بود، اما رنگ كنگو رد نيز براي ارزيابي جامعتر عملكرد غشاها مورد استفاده قرار گرفت. همچنين، براي بررسي خاصيت ضد گرفتگي غشاها، از آلبومين سرم گاوي استفاده شد و فعاليت فتوكاتاليستي غشاها تحت تابش نور مورد ارزيابي قرار گرفت. ويژگيهاي ساختاري و سطحي غشاهاي ساختهشده با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني گسيل ميداني، ميكروسكوپ نيروي اتمي، اندازهگيري زاويه تماس و سنجش تخلخل غشا مورد تحليل و ارزيابي قرار گرفت همچنين اثرات افزودن گرافن اكسايد و مكسين به محلول ريختهگري بر آبدوستي، شار آب خالص ، خاصيت ضد گرفتگي و ميزان پسزني غشا مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از آناليزهاي صورتگرفته نشان داد كه آبدوستي غشاي پلي اتر سولفون اصلاح شده با گرافن اكسايد و مكسين در مقايسه با غشاي خالص افزايشيافته است و بهطوريكه زاويه تماس غشا از ° 79.1 به ° 60.9 رسيده است. شار آب خالص براي غشاي پلي اتر سولفون اصلاح شده بهينه در فشار bar2 به l/m2h 440.2 رسيد. اين غشا پسزني بالاتر از %95 را براي آلبومين سرم گاوي نشان داد همه غشاهاي اصلاح شده نسبت بازيابي شار بالاتري نسبت به غشاهاي پلي اتر سولفون خالص داشتند و بهترين عملكرد ضد گرفتگي مربوط به غشا حاوي 0.2% GO و 0.3% MXene بود. علاوه بر اين، نتايج آزمايشهاي فتوكاتاليستي نشاندهنده عملكرد برجسته غشاهاي اصلاحشده در حذف آلايندهها تحت تابش نور بوده است و همچنين بهبود قابلتوجهي در كاهش گرفتگي غشاها را نشان ميدهد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/07/02
عنوان به انگليسي
Fabrication and Performance evaluation of a MXene/GO-Modified Polymeric Nanocomposite Membrane with Photocatalytic Properties for the Removal of Pharmaceutical Pollutants
تاريخ بهره برداري
1/1/1900 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
اوا صالحي
چكيده به لاتين
Pharmaceuticals, as a class of emerging and persistent pollutants, pose a significant threat to the health of aquatic ecosystems and humans due to their continuous discharge into water resources. In this regard, photocatalytic membrane technology has garnered considerable attention as a novel and efficient approach for treating pharmaceutical wastewater, owing to its ability to integrate physical separation and chemical degradation of pollutants. In this research, ultrafiltration nanocomposite membranes based on polyethersulfone (PES) and polyvinylpyrrolidone (PVP), modified with graphene oxide (GO) and MXene nanostructures, were synthesized via the phase inversion method. The primary objective of this study was to evaluate the performance of the fabricated membranes in the removal of the antibiotic tetracycline, as a representative pharmaceutical pollutant. For a more comprehensive evaluation, the membranesʹ performance in removing Congo red dye was also investigated. The anti-fouling properties of the membranes were assessed using bovine serum albumin (BSA) solution, and their photocatalytic activity was evaluated under light irradiation. The structural and surface characteristics of the fabricated membranes were analyzed using techniques such as Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), Atomic Force Microscopy (AFM), contact angle measurement, and porosity analysis. Furthermore, the effects of adding GO and MXene to the casting solution on the hydrophilicity, pure water flux, anti-fouling properties, and rejection rate of the membranes were thoroughly investigated. The results demonstrated that the modification of the PES membrane with GO and MXene nanoparticles led to a significant improvement in surface hydrophilicity, with the contact angle decreasing from 79.1° for the pristine membrane to 60.9° for the optimal nanocomposite membrane. The pure water flux for this optimal modified membrane reached 440.2 L/m²h at an operating pressure of 2 bar, and it exhibited a bovine serum albumin rejection of over 95%. All modified membranes showed a higher flux recovery ratio compared to the pristine PES membrane, with the best anti-fouling performance attributed to the membrane containing 0.2 wt% GO and 0.3 wt% MXene. Moreover, the results of the photocatalytic experiments indicated the outstanding performance of the modified membranes in pollutant removal under light irradiation, which also led to a significant reduction in membrane fouling. The findings of this study confirm the high potential of the synthesized membranes for application in the advanced treatment of pharmaceutical wastewater.
كليدواژه هاي فارسي
غشاهاي فتوكاتاليستي , تصفيه آب , گرافن اكسيد , مكسين , اولترافيلتراسيون , پلي اتر سولفون
كليدواژه هاي لاتين
Photocatalytic membranes , water treatment , Graphene Oxide , MXene , ultrafiltration , Polyether sulfone
Author
Ava Salehi
SuperVisor
Alireza Hemati