شماره مدرك
21062
شماره راهنما
18066
پديد آورنده
كمالي. محمد
عنوان
ساخت و بررسي عملكرد غشاي زمينه مركب اولترافيلتراسيون پلي (وينيل كلرايد) داراي كربن نيتريد گرافيتي (g-C3N4) براي جداسازي امولسيون روغن در آب
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
فرآيند هاي جداسازي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
يازده,94ص.:مصور,جدول,نمودار
توصيفگر ها
پلي (وينيل كلرايد) , نانو ذره كربن نيتريد گرافيتي , اولترافيلتراسيون , خاصيت ضدگرفتگي , خاصيت مغناطيسي
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/01
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
دانشكده
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/03/02
كد ايرانداك
23219585
چكيده فارسي
در اين پژوهش از نانوذره كربن نيتريد گرافيتي (g-C₃N₄) براي ساخت زمينه مركب با استفاده از پليمر ارزان قيمت پليوينيل كلرايد (PVC) استفاده شده است تا غشايي با خواص بهبود يافته شامل آبدوستي بالاتر، روغنگريزي زير آب و مقاومت بيشتر در برابر گرفتگي در مقايسه با غشاي پايه PVC بدون حضور نانوذرات ايجاد شود. هدف از اين اصلاح، بهبود عملكرد غشا در جداسازي امولسيون ديزل در آب با استفاده از فرايند اولترافيلتراسيون (UF) بوده است. سنتز موفق نانوذارت توسط آناليزهاي XRD FTIR، FESEM، EDX و VSM بررسي شد. غشاهاي زمينه مركب با استفاده از نانوكامپوزيت هيبريد شده (NiFe2O4/g-C3N4) و داراي خاصيت مغناطيسي در حضور و عدم حضور ميدان مغناطيسي ساخته و ارزيابي شدند. ارزياي ساختاري غشاها توسط آناليزهاي FTIR، AFM، EDX، FESEM و زاويه تماس قطره آب، و همچنين ارزيابي عملكردي غشاها توسط آزمايشهاي فيلتراسيون امولسيون ديزل در آب انجام شد. اضافه نمودن نانوذرات با درصدهاي متفاوت به ساختار غشا منجر به افزايش خاصيت ضدگرفتگي غشا گرديد. ميزانRt , FRR ،Rir ، و Rr غشاي زمينه مركبPVC/g-C₃N₄ (در تركيب درصد بهينه) به ترتيب 75 ،2/75 %، 25 % و 2/50 % به دست آمد، در حاليكه ميزان Rt , FRR ،Rir ، و Rr مربوط به غشاي پايه PVC به ترتيب 2/26 %، 81 %، 8/73 % و 5/7 % بود. ميزان شار آب در فرآيند فيلتراسيون امولسيون ديزل در آب مربوط به غشاي زمينه مركبPVC/g-C₃N₄ بهينه 253 % نسبت به شار غشاي پايه PVC افزايش داشت. درصد پس زني جداسازي امولسيون ديزل در آب اين غشا نيز 97 % به دست آمد كه بيشتر از درصد پس زني غشاي پايه PVC (1/95 %) بود. افزودن نانوكامپوزيت هيبريدي NiFe2O4/g-C3N4 به محلول پليمري PVC و ساخت غشا در غياب ميدان مغناطيسي باعث كاهش قطر متوسط حفرات غشا به 43/17 nm شد. ميزان Rt, FRR ،Rir ، و Rr مربوط به اين غشا (در تركيب درصد بهينه) به ترتيب 4/86 %، 5/65 %، 6/13% و9/51% به دست آمد. همچنين ساخت غشاي زمينه مركب با اين نانوكامپوزيت در حضور ميدان مغناطيسي باعث كاهش قطر متوسط حفرات غشا به 42/13 nm شد و ميزان Rt, FRR ،Rir ، و Rr مربوط به اين غشا (در تركيب درصد بهينه) به ترتيب 8/91 %، 2/46 %، 2/8% 38 % به دست آمد. شار آب فرايند UF امولسيون ديزل درآب اين غشا نسبت به غشاي پايه PVC افزايش 1056% داشت و درصد پس زني اين غشا% 1/99بهدست آمد
چكيده انگليسي
In this study, graphitic carbon nitride (g-C₃N₄) nanocomposite was employed to fabricate polyvinyl chloride (PVC) ultrafiltration (UF) mixed matrix membranes (MMMs) including graphitic carbon nitride (g-C3N4) in order to obtain hydrophilic MMMs with antifouling properties for oil-in-water emulsion separation. The primary objective of this modification was to improve membrane efficiency in diesel-in-water emulsion separation using the UF process. Subsequently, the MMMs were further modified using a hybrid magnetic nanocomposite and fabricated both in the presence and absence of an external magnetic field. Membrane characterization was conducted using FTIR, AFM, EDX, FESEM, water contact angle (WCA) measurements, and diesel-in-water emulsion filtration tests. The formation of a metallic hybrid nanocomposite (NiFe₂O₄/g-C₃N₄) and its incorporation into the membrane structure at different loadings significantly enhanced membrane performance and imparted strong antifouling properties. For the g-C₃N₄-modified membrane, the values of total fouling resistance (Rt), flux recovery ratio (FRR), irreversible fouling resistance (Rir), and reversible fouling resistance (Rr) were 75%, 75.2%, 25%, and 50.2%, respectively, compared to 26.2%.,81%, 73.8%, and 7.5% for the pristine PVC membrane. Moreover, the pure water flux (PWF) of the modified membrane increased by 253% relative to the base PVC membrane, while diesel-in-water emulsion separation efficiency reached 97%, exceeding that of the pristine membrane (95.1%). Further modification using the hybrid nanocomposite (NiFe₂O₄/g-C₃N₄) and fabricated of membranes in the absence of a magnetic field resulted in a reduction of membrane pore size to 17.43 nm, with Rt, FRR, Rir, and Rr values of 86.4%, 65.5%, 13.6%, and 51.9 % respectively. Also, membrane fabrication under an external magnetic field led to significant surface modification, yielding Rt, FRR, Rir, and Rr values of 91.8%, 46.2%, 8.2%, and 38%, respectively. Notably, the oil–water filtration process demonstrated a remarkable increase of 1056% in water flux compared to the pristine PVC membrane. Additionally, the obtained MMM exhibited a substantial reduction in fouling parameters and achieved an enhanced diesel-in-water emulsion separation efficiency of up to 99.1%.
استاد راهنما
سهيل ضرغامي
استاد مشاور
مهدي بازرگاني پور
استاد داور
احمد محب , افسانه فخار