موفقیت محققان دانشگاه خوارزمی در بهبود عملکرد فیلترها با نانوذرات

[saba mn 20,993]

[h=3]تهران- ایرنا- محققان دانشگاه خوارزمی جهت افزایش بازده و طول عمر غشاهای پلیمری و همچنین کاهش هزینه فرایندهای جداسازی، اقدام به بررسی تأثیر استفاده از نانو ذرات کردند.[/h]

به گزارش ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو،این غشاها در صنایع تصفیه آب، تغلیظ شیر و شفاف سازی آبمیوه ها استفاده می شود.

 

فرایند جداسازی به کمک فیلترها علاوه بربازده بالا، هزینه عملیاتی کمی دارد، از این رو شاهد استفاده گسترده این تجهیزات در صنایع مختلف هستیم.

 

درساخت این فیلترها، از پلیمرهای متنوعی نظیر پلی اترسولفون و پلی وینیلیدن فلورید استفاده می شود.

 

یکی از پلیمرهای کم هزینه با مقاومت مکانیکی وشیمیایی مناسب، پلیمر پلی وینیل کلرید است، البته در میان گریدهای مختلف آن پلی وینیل کلرید امولسیونی (EPVC) گزینه مناسب تری جهت ساخت فیلترها محسوب می شود.

 

هدف از انجام این تحقیق، کاهش گرفتگی غشای الترافیلتراسیون از جنس پلی وینیل کلرید امولسیونی با استفاده از نانوذرات دی اکسید تیتانیم (TiO2) بوده است.

 

دکتر' وحید وطن پور' در خصوص نتایج این طرح گفت: در این طرح، از یک پلیمر ارزان که ساخت ایران است، برای تولید غشا استفاده شده که خصلت آن با نانوذره بهبود یافته است. کاهش گرفتگی و افزایش طول عمر غشا و همچنین افزایش راندمان فرایند از جمله نتایج به دست آمده در پی استفاده از نانوذرات بوده است.'

 

عضو هیأت علمی دانشگاه خوارزمی افزود: مشکل پلیمر پلی وینیل کلرید امولسیونی در مقایسه با پلیمرهای خارجی استفاده شده مثل پلی اترسولفون، آب گریز تر بودن آن است.

 

استفاده از نانوذرات دی اکسید تیتانیم موجب افزایش آب دوستی غشای سنتزی شده و کاهش چسبیدن مواد آلی به سطح غشا و مسدود کردن حفرات آن را سبب می شود در نتیجه افزودن نانوذره باعث افزایش تخلخل و افزایش شدت جریان عبوری(فلاکس) آب و پروتئین از غشاهای ساخته شده گردیده و حتی عملکرد بهتری از غشاهای پلی اترسولفونی مشابه پیدا کرده است.

 

استفاده از نانوذرات دیگر برای اصلاح پلیمر EPVC از دیگر طرح های مورد بررسی در این گروه تحقیقاتی است.

 

برای دستیابی به اهداف مورد نظر، ابتدا نانوذره در حلال N-متیل پیرولیدون (NMP) به وسیله دستگاه فراصوت پخش شد. سپس با اضافه کردن پلیمر EPVC به محلول، به مدت 24 ساعت هم زده شد تا محلول یکنواختی حاصل شود.

 

غشای الترافیلتراسیون با استفاده از یک فیلم کش به ضخامت 150میکرون روی شیشه کشیده شد و با غوطه وری آن در آب به روش جدایش فازی ساخته شد.

 

برای بررسی شکل ظاهری و ساختار غشای تولید شده از آزمون های SEM و EDAX استفاده شد.

 

وطن پور نحوه اثرگذاری نانوذرات بر عملکرد غشا را این گونه توضیح داد: نانوذرات دی اکسید تیتانیم، وقتی در آب قرار می گیرند، مقداری از آن را جذب کرده و سطح آن ها آبدوست می شود. با اضافه کردن این نانوذره به پلیمر و ساخت غشا از آن، به علت حضور نانوذرات، سطح غشا یک لایه آب را جذب کرده و در نتیجه مانع چسبیدن مواد آلی آب گریز به سطح خود می شود.

 

نتایج این تحقیقات در مجله Journal of Membrane Science منتشر شده و حاصل همکاری دکتر وحید وطن پور، محمدحسین داوود آبادی فراهانی و حسام الدین ربیعی است.