توصيفگر ها :
نانوفيلتراسيون , پلي اتر سولفون , گرفتگي , فيلتراسيون غشايي , غشا نانوكامپوزيت , حذف رنگ , دي اكسيد تيتانيوم
چكيده فارسي :
يكي از مهمترين آلاينده¬هاي موجود در پساب ¬هاي صنعتي رنگ¬ها هستند. فرآيندهاي غشايي به دليل دارا بودن خواص مطلوب در مقايسه با ساير روش¬هاي جداسازي به گزينه اي جذاب براي حذف آلاينده¬هاي رنگي از پساب تبديل شده اند. در اين پژوهش، غشاهاي نانوكامپوزيت پلي اترسولفون اصلاح شده توسط نانوذرات TiO2 عاملدار شده با آمينو اسيد ال-آسپاراژين تهيه شده و به منظور حذف آلاينده هاي رنگي از آب مورد استفاده قرار گرفت. به منظور بررسي ساختار نانوذرات عاملدار شده و مقايسه آن با ساختار نانوذرات خالص آزمون هاي FT-IR، FE-SEM و EDAX انجام شد. نتايج اين آزمون ها حضور آمينواسيد ال-آسپاراژين را در ساختار نانوذرات TiO2 عاملدار شده تاييد كرد. سپس، غشاهاي پلي اترسولفون اصلاح شده با درصدهاي مختلف از نانوذرات عامل¬دار شده، به كمك آزمون هاي مشخصه يابي مانند زاويه تماس، SEM، تخلخل و آزمون هاي عملياتي مانند شار آب خالص، خاصيت ضد گرفتگي و حذف رنگ مورد بررسي قرار گرفت. تصاوير SEM پراكندگي بهتر نانوذرات عاملدار شده در زمينه غشايي را تاييد كرد. نتايج آزمون¬هاي عملكردي افزايش آب دوستي غشاهاي پلي اترسولفون اصلاح شده با افزودن نانوذرات TiO2 عامل¬دار شده توسط آمينو اسيد ال-آسپاراژين را نشان دادند. نتايج نشان داد شار آب خالص خروجي از غشاهاي نانوكامپوزيت افزايش پيدا كرده و بيشترين درصد افزايش شار مربوط به غشا حاوي 2.5 درصد نانوذره (54.5%( بود. همچنين نسبت بازيابي شار و گرفتگي برگشت پذير غشاها با افزودن نانوذرات عامل¬دار شده افزايش يافت و اين امر نمايانگر بهبود خاصيت ضد گرفتگي غشاها توسط نانوذرات عامل¬دار شده بود. بيشترين ميزان نسبت بازيابي شار و گرفتگي برگشت پذير مربوط به غشا حاوي 2.5 درصد نانوذره بود كه به ترتيب 93 % و 49 % بدست آمدند. افزودن نانوذرات عامل¬دار شده به زمينه غشايي موجب افزايش درصد تخلخل غشاهاي نانوكامپوزيت شد و غشا حاوي 2.5 درصد نانوذره بيشترين درصد تخلخل(88 %) را دارا بود. عملكرد حذف رنگ غشاهاي نانوكامپوزيت ساخته شده با فيلتراسيون 4 محلول رنگي Reactive Red 195 (RR195)، Reactive Blue 221 (RB221)، Reactive Red 222 (RR222) و Reactive Blue19 (RB19) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بهبود مقدار حذف رنگ غشاهاي اصلاح شده توسط نانوذرات TiO2 عاملدار شده را نشان دادند. بهترين مقدار حذف رنگ مربوط به غشا حاوي 2.5 درصد نانوذره بود كه براي رنگ هاي RR195، RB221، RR222 و RB19 به ترتيب 97 %، 93 %، 92 % و 88 % بدست آمد.
چكيده انگليسي :
Access to clean water is one of the most serious problems in the global economy. Generally, water purification systems include a set of processes, each designed to remove one or more different materials in water. These designs are based on a special separation process based on molecular size and target pollution characteristics. Dyes are one of the most important pollutants in industrial effluents. Membrane processes due to their desirable intrinsic properties such as low energy consumption, no need for additives, etc. Compared to other separation methods, they have become an attractive option for removal of colored pollutants from wastewater. The aim of this study was to fabricate polyethersulfone nanocomposite membranes modified by TiO2 nanoparticles modified by amino acid L-asparagine in order to remove colored pollutants from water. For this purpose, TiO2 nanoparticles were initially modified by L-asparagine monohydrate amino acids in order to prevent their accumulation in membrane structure. The results of these tests confirmed the presence of L-asparagine amino acids in the structure of the auspicious TiO2 nanoparticles. Then, modified polyethersulfone membranes with different percentages of operating nanoparticles were investigated using characteristic tests such as contact angle, SEM, porosity and operational tests such as pure water flux, anti-Fouling properties and dye removal. SEM images confirmed the better dispersion of the processed nanoparticles in the membrane matrix. The results of functional tests showed an increase in hydroficity of modified polyethersulfone membranes by adding TiO2 nanoparticles operated by amino acid L-asparagine. The pure water flux of the output from nanocomposite membranes increased and the highest flux was related to the membrane contains 2.5% nanoparticles (54.5%). Also, the ratio of flux recovery and reversible fouling of membranes increased with addition of operating nanoparticles, indicating the improvement of anti-fouling properties of membranes by operating nanoparticles. The highest ratio of flux recovery and reversible fouling was related to the membrane contains 2.5% nanoparticles membrane, which was 93% and 49%, respectively. Addition of operating nanoparticles to the membrane matrix increased the porosity of nanocomposite membranes and the membrane contains 2.5% nanoparticles had the highest porosity percentage (88%). Dye removal performance of nanocomposite membranes were invastegaed by filtration of 4 color solutions Reactive Red 195 (RR195), Reactive Blue 221 (RB221), Reactive Red 222 (RR222) and Reactive Blue19 (RB19). The results showed improvement in dye removal of membranes modified by factorized TiO2 nanoparticles. The best dye removal values were related to the membrane contains 2.5% nanoparticles, which for RR195, RB221, RR222 and RB19 colors were 97%, 93%, 92% and 88%, respectively.
