بخشی از مقاله
خلاصه
در این مطالعه غشای نانو فیلتراسیون که با استفاده از هالوسیت نانولوله ای به وسیلهی پلی آنیلین اصلاح شده، و با روش وارونگی فاز تهیه شده است. در این اصلاح غشا شار و کارایی غشا در مقایسه با PES خالص مقایسه شد، که سطح آبدوست اصلاح شده، افزایش شار آب و با تغییر غلظت PANI-HNT از 0,5 درصد وزنی تا 2,5 دصد وزنی در PES خاصیت جذب رنگ از83,4 به 99,2 افزایش یافته است و توسط SEM, FT-IR, Contact angle مشخص شده است.
مقدمه
فیلتراسیون غشایی به جداسازی ترکیبات مایع اکثراً تحت فشار بوسیله غشاءهایی که اندازه منافذ آنها کنترل شده است گفته میشود. در جداسازی غشایی یک جریان مماسی و یا عرضی مورد بررسی و عملیات واقع میشود. مثلاً جریان ورودی به طور موازی از سطح غشاء عبور میکند که نحوه نفوذ به داخل غشاء جریانی عمودی دارد لذا فیلتراسیون باید در یک سیستم بسته انجام میشود، به این ترتیب فرآیند جداسازی غشایی بر مبنای نفوذ انتخابی یک یا چند جزء از اجزاء مخلوط مایع به درون غشا و عبور از آن استوار میباشد و غشاها میتوانند در فرآیندهای تغلیظ و یا جزء به جزء کردن برای تولید دو جریان مایع با خصوصیات متفاوت مورد استفاده قرار گیرند.
از ویژگی های منحصر به فرد فیلتراسیون غشایی خاصیت جداسازی بدون تغییر فاز انها میباشد.[3-1] رنگ اولین آلاینده ای است که درپساب های صنعتی شناخته میشود و مقدار کم آن در آب بسیار قابل رویت ونامطلوب میباشد. رنگ ها ترکیبات شیمیایی هستند که میتوانند خود را به سطوح یا محصولات - پارچه و... - جهت رنگ رزی متصل کنند. اکثر رنگ ها شامل مولکول های آلی پیچیده بوده که در برابر خیلی ازمواد مانند شوینده ها مقاوم میباشند. تصفیه پساب های صنعتی حاوی رنگ ها سخت و دشوار است؛ زیرا رنگ ها دارای مولکول هایی پایدار، مقاوم دربرابر هضم هوازی و با ثبات در مقابل عوامل اکسید کننده میباشند.[7-4] هالوسیت نوعی خاک رس معدنی متشکل از آلومینا سلیکا ونسبت لایه ای 1:1 با ساختار میکرو یا نانو لوله تو خالی است.
هالوسیت درجذب آلاینده ودیگر مواد به طور وسیعی مورد استفاده قرار میگیرد.[8] نانو کامپوزیت پلی آنیلین/ هالوسیت به دلیل رسانای الکتریکی بالا، پایداری محیطی خوب، تهیه آسان و کاربردهای بسیار متنوع ازمهم ترین نانو کامپوزیت پلیمری محسوب میشود. نانو کامپوزیت حاوی هالوسیت با قابلیت رسانایی الکتریکی وجذب بالا میتواند درزمینه های کاربردی ازجمله حذف آلاینده های مختلف رنگی باشد.[9]
-1-1 روش سنتز نانو کامپوزیت PANI-HNT
ابتدا مقدار 10 میلیلیتر 0 /1mol از آنیلین تقطیر شده را با 350 میلیلیتر از اسید هیدروکلریک 1 مولار مخلوط کرده و به کمک همزن مغناطیسی به مدت 10 دقیقه هم میزنیم در مرحلهی بعدی، هالوسیت را با الک 100میکرون یکنواخت کرده و به مقدار 500mg وزن میکنیم و به محلول تهیه شده اضافه میکنیم با همزن مغناطیسی به مدت 10 دقیقه هم میزنیم و سپس به مدت 30 دقیقه محلول را در حمام التراسونیک و حمام یخ قرار میدهیم تا دمای آن تقریبا به 0-5 درجه سانتیگراد برسد.
در مرحله بعد مقدار 25gr آمونیوم پرسولفات - 1mol - را در150 میلیلیتر آب مقطر حل در حمام یخ قرار میدهیم تا دمای آن نیز به محدوده -5میشود اضافه میکنیم تا واکنش پلیمریزاسیون انجام گیرد . سپس به مدت 24 ساعت محلول هم زده میشود تا واکنش به طور کامل انجام گیرد و سپس محلول را با قیف بوخنر صاف میکنیم و به وسیله آب شستشو میدهیم، شستشو را تا جایی انجام میدهیم که pH محلول زیر صافی تقریبا به pH آب مقطر برسد. نهایتا محصول را در آون خشک کرده وزن میکنیم. وزن خالص محصول بدست آمده 15,819grبود و رنگ ظاهری محصول سیاه می باشد.[11
-1-2 روش ساخت غشا
روش تغییر فاز سریع برای ساخت غشاهای ماتریس آمیخته شامل ترکیب سادهای از پرکنهای اولیه به کارگرفته میشود. مقدار 20PESدرصد وزنی و 2PVP درصد وزنی درهمه ی غشاهای خالص و کامپوزیت استفاده شده است. - PVPعامل حفره زا - به محلول اولیه، جهت افزایش حفره ها درمرحله ته نشین شدن، اضافه میشود، ابتدا محلول شامل نانو ذرات وحلال با قرار گرفتن در حمام مافوق صوت به مدت 30دقیقه یکنواخت و همگن میشود. سپس PES وPVP مستقیما به آن اضافه شده وبه مدت 24ساعت توسط همزن مغناطیسی با شدت 400دور در دقیقه مخلوط میگردد تا کاملا یکنواخت شود. بار دیگر از حمام مافوق صوت برای پخش بهتر نانو ذرات در ماتریس پلی اترسولفون و همچنین ازبین رفتن حباب های هوا محبوس شده به مدت 30دقیقه استفاده می شود.
محلول بر روی شیشه کاملا صاف و تمیز با استفاده از تیغهی ثابت شده درضخامت 150 میکرومتر کشیده میشود. سپس شیشه به سرعت وارد حمام انعقاد حاوی غیرحلال پلیمر - آب مقطر - میگردد. دمای حمام آب مقطر در 20درجه سانتیگراد ثابت نگه داشته میشود. غشاهای آماده شده به مدت 24 ساعت در آب مقطر جدید قرار میگرد تا عمل تغیر فاز و خروج PVP به طور کامل صورت گیرد در پایان بین دو ورقه کاغذ صافی برای 24 ساعت نشانده شده تا در دمای اتاق خشک شوند.
