پديد آورنده :
حسن پور سودرجاني، فاطمه
عنوان :
اصلاح سطح غشاي اولترافيلتراسيون الياف توخالي پلي پروپيلن با نقاط كوانتومي كربني نيتروژنه براي بهبود عملكرد ضد گرفتگي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هشت، 105ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
اولترافيلتراسيون , پلي پروپيلن , گرفتگي , اصلاح سطح غشا , نانوذرات NCQD , 3-آمينو پروپيل تري اتوكسي سيلان , آبدوستي
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/05/30
رشته تحصيلي :
مهندسي پليمر
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/06/19
چكيده فارسي :
دسترسي به آب پاك بعنوان يكي از مشكلات بسيار جدي در اقتصاد جهاني مطرح است. از آنجا كه احياي فاضلاب شهري يا صنعتي براي كاهش
بحران نگران كننده آب حياتي است، تمركز بر روي بهبود كيفيت آب و افزايش ظرفيت تصفيه معطوف شده است. فناوري غشايي اولترافيلتراسيون
به دليل مزيتهاي فراوان براي تصفيه آب و پساب نسبت به ديگر رو شها از نظر بالا بودن راندمان در ميزان جداسازي آلودگ يها، مصرف ك مانرژي
و پايين بودن هزينههاي استهلاك بسيار مورد توجه قرار گرفته است. اين پژوهش با هدف اصلاح سطح و بهبود عملكرد غشاي اولترافيلتراسيون
الياف توخالي پلي پروپيلن به منظور كاهش ميزان گرفتگي و افزايش آبدوستي اين گونه غشا، انجام شده است. بدين منظور ابتدا، سطح غشا پلي
پروپيلن طي يك فرآيند اصلاح شيميايي توسط محلول اكسنده پيرانا، كه تركيبي از اسيد سولفوريك وهيدروژن پروكسايد است، فعال گرديد.
سپس نانوذرات آبدوست نقاط كوانتومي كربن آلاييد ه شده با نيتروژن به كمك يك اتصال دهنده سيلان ي، به سطح فعال شده پيوند داده شد. براي
اين كار، در ابتدا نانوذرات كوانتومي كربن تركيب شده با نيتروژن طي يك فرآيند گرماي ي سنتز شدند. سپس گروه هاي عملكردي موجود روي
سطح و توزيع اندازه اين نانوذرات با استفاده از آزمون هاي طيف سنج ي مادون قرمز تبديل فوريه) FTIR-ATR ( ، تفرق نور پويا) DLS ( و آزمون
ميكروسكوپ الكتروني عبوري) TEM ( بررسي شدند . در ادامه ، تاثير غلظت هاي مختلف اسيد سولفوريك، زمان و دماي واكنش اكسيداسيون، بر
اصلاح سطح غشاي الياف توخالي پلي پروپيلن به كمك آزمون هاي مشخصه يابي مانند زاويه تماس ديناميك ي، XPS ، ATR-FTIR ، آزمون
كشش و آزمون هاي عملياتي مانند شار آب خالص، خاصيت ضد گرفتگي مورد بررسي قرار گرفت. بنابراين، غشا بهينه با بالاترين ميزان شار)
.h2kg/m1 / 130 ( و كمترين ميزان افت خواص مكانيكي به عنوان نمونه بهينه انتخاب شد. پس از انتخاب گزينه بهينه، اصلاح سطح شيميايي با
افزودن عامل سيلاني ) 3 -آمينوپروپيل( تري اتوكسي سيلان در تولوئن با غلظت هاي مختلف) 5 ، 5 / 7 ، 10 درصدوزني/وزن ي( به عنوان اتصال دهنده
صورت گرفت. نمونه بهينه در اين مرحله با توجه به نتايج حاصل از آزمون هاي مشخصه يابي WCA, ATR-FTIR, TENSILE و نتايج عملكردي
تعيين شد و در مرحله آخر نانوذرات آبدوست NCQD با غلظت هاي مختلف در محيط آبي) 5 / 0 ، 1 ، 5 / 1 و 2 درصد وزني/وزني( بر روي سطح
غشا به صورت كووالانسي پيوند داده شدند. صحت اين روند با توجه به نتايج آزمون هاي مشخصه يابي ، آزمون FE-SEM و آزمون هاي عملكردي
مانند شار آب خالص، خاصيت ضدگرفتگي و MWCO مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج بدست آمده حاكي از افزايش قابل توجه آبدوستي غشاهاي
اصلاح شده با افز ودن نانوذرات NCQD بود) از 41 / 113 به 76 / 51 درجه( و افزايش نسبت بازيابي شار غشاها پس از اصلاح)از 85 / 48 % به 49 / 86 )%
نمايانگر خاصيت ضد گرفتگي غشاهاست. شار آب خالص خروجي از غشاي اصلاح شده از 4 / 54 به .hr 2l/m 52 / 233 افزايش پيدا كرد.
چكيده انگليسي :
Access to clean water is one of the most serious problems in the world economy. Ultrafiltration membrane technology has received much attention due to its many advantages for water and wastewater treatment compared to other methods. This research was done with the aim of modifying the surface and improving the performance of polypropylene hollow fiber ultrafiltration membrane in order to reduce the amount of clogging and increase the hydrophilicity of this type of membrane. For this purpose, first, the surface of the polypropylene membrane was activated during a chemical modification process by Piranha oxidizing solution, which is a combination of sulfuric acid and hydrogen peroxide. Then, hydrophilic nanoparticles of carbon quantum dots doped with nitrogen were attached to the activated surface with the help of a silane coupling agent. For this purpose, first, quantum nanoparticles of carbon combined with nitrogen were synthesized during a thermal process. Then the functional groups on the surface and the size distribution of these nanoparticles were investigated using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR), Dynamic Light Diffraction (DLS) and Transmission Electron Microscope (TEM) tests. The accuracy of the attachment of nanoparticles to the membrane surface was evaluated with the results of characterization tests, FE-SEM test and performance tests such as pure water flux, anti-clogging property and MWCO. The obtained results indicated a significant increase in the hydrophilicity of the membranes modified by adding NCQD nanoparticles (from 113.41 to 51.76 degrees) and an increase in the flux recovery ratio of the membranes after modification (from 48.85% to 86.49%). Anti-clogging properties of membranes. The net water flux from the modified membrane increased from 54.4 to 233.52 l/m2.hr.
استاد راهنما :
مرتضي صادقي
استاد داور :
احمد محب , احمد اسدي نژاد
