• 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