بخشی از مقاله
چکیده:
در پروژهی حاضر، ساخت و بررسی غشای نانو فیلتراسیون که با گئوتیت / لیپدوکروسیت جهت حذف آلودگی رنگ نساجی اصلاح شده است مورد بررسی قرار گرفته است. آنالیزهای متعددی از قبیل SEM برای تشخیص مورفولوژی و بررسی تخلخل غشای نانو فیلتراسیون اصلاح شده با 0/5، 1و 2/5 درصد گئوتیت / لیپدوکروسیت انجام شده است. تصاویری که از میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - بدست آمده، نشان میدهد که مورفولوژی غشای فیلتراسیون که اصلاح شده با گئوتیت / لیپدوکروسیت به حالت نانو تبدیل شده است. همچنین عملکرد غشای نانو فیلتراسیون اصلاح شده با گئوتیت / لیپدوکروسیت بمنظور حذف آلایندهی رنگی راکتیو آبی19 بررسی شده اند، نتایج نشان میدهد که غشای نانو فیلتراسیون که با 1درصد گئوتیت / لیپدوکروسیت اصلاح شده اند در مقابسه با غشای فاقد آن کارایی حذف را تا 98/5درصد افزایش داده است.
واژه های کلیدی: غشا،گئوتیت، لیپدوکروسیت، راکتیو آبی 19
مقدمه
در پی جهش بزرگ در پیشرفت فناوری، آلودگی محیطزیست به یکی از مهمترین مسائل روز تبدیلشده است. در میان تمام پسابهای صنعتی، فاضلاب تولیدشده توسط صنعت نساجی یکی از آلودهترین پسابها، با در نظر گرفتن دو مشکل اساسی حجم بالای پساب و ترکیب آن میباشد.رنگ اولین آلایندهای است که در پسابهای صنعتی شناخته میشود و مقدار کم آن در آب بسیار نمایان - قابلرؤیت - و نامطلوب میباشد. تصفیه پسابهای صنعتی حاوی رنگهای سخت و دشوار است؛ زیرا رنگها دارای مولکولهایی پایدار، مقاوم در برابر هضم هوازی و باثبات در مقابل عوامل اکسیدکننده میباشند.مشکل دیگر غلظت پایین مولکولهای رنگ در پسابهای صنعتی استکه در این مورد، روشهای معمول حذف رنگ ازلحاظ اقتصادی نامطلوب و یا ازلحاظ فنی پیچیده میباشند. روشهای مختلفی مانند جذب، انعقاد - لخته شدن - ، اکسیداسیون پیشرفته، جداسازی غشایی برای حذف رنگها به کار میروند از آنجایی که هزینه-های مربوط به برنامههای تحقیقاتی برای حذف ناخالصیها زیاد میباشد.
بنابراین، نیاز به توسعه رنگزدایی جدید و ترکیب روشها برای رسیدن به نتایج قابلقبول در کاربردهای صنعتی احساس میشود 2]،.[1بهطورکلی رنگهای پیچیده و مرکب، سرطانزا میباشند برای نمونه رنگ آنتراکینون مقاومت خوبی در برابر تجزیه شدن داشته و برای مدت زیادی در پساب باقی می-مانند. رنگهای راکتیو محلول در آب میباشند و % 5-10 از آنها میتواند شدت رنگ بالایی ایجاد کند که مشکلات جدی را در محیط به وجود میآورد.این موضوع تمرکز بیشتر بر روشها و فناوریهای جدید جهت حذف رنگ از انواع مختلف پسابها، را میطلبد. یکی از فرآیندهای نوین و روبه رشد در حذف آلایندهها از پسابهای صنعتی، فیلتراسیون غشایی است. در فرآیندهای غشایی، جداسازی رنگ غالباً با روش اسمز معکوس - - RO و نانو فیلتراسیون - NF - انجام میشود.از مزایای سیستم NF در مقایسه با RO میتوان به فشار عملیاتی پایینتر همراه با بازده قابلقبول در جداسازی رنگ اشاره کرد .[3]
بخش تجربی
سنتز نانو ذرات جاذب گوتیت و لیپدوکروسیت
4/85 گرم از Fe - NO3 - 3·9H2O را در 50 میلیلیتر آب دیونیزه حل میکنیم و با استفاده از 4/8 KOH مولار pH آن را به 12 میرسانیم و سپس به مدت 30 دقیقه تحت امواج فراصوت قرار میدهیم و بعدازآن به مدت 70 دقیقه در کوره و در دمای 100℃ نگهداشته شده و بعدازآن سانتریفوژ میکنیم.برایی سنتز لبیدوکروسیت ابتدا 12g از FeCl2.4H2O ،g 1/6 از - C6H12N4 - و 4/2g از NaNO2 هرکدام به ترتیب در 50، 20 و 20 میلیلیتر آب مقطر حل میشوند. محلول رسوبی FeCl2.4H2O و C6H12N4 بلافاصله مخلوط میشود رسوب حاصل با محلول NaNO2 در دمای30℃ تیتر میشود سپس در دمای 55℃ به مدت یک ساعت تحت امواج فرا صوت قرار می-دهیم وسپس در دمای محیط خشک میکنیم .[4]
روش ساخت غشای پلیمیری اصلاحشده با نانو ذرات گوتیت/ لیپدوکروسیت
طبق جدول 1 ابتدا درصدهای مختلفی از نانو ذرات را در حلال دی متیل استامید حل میکنیم سپس دردستگاه امواج فراصوت قرار داده و زمانی که نانو ذرات بهخوبی در حلال موردنظر پراکنده شدند محلول را روی دستگاه همزن قرار می-دهیم تا مخلوط گردد سپس پلی اتر سولفون و PVP را به محلول ریختهگری اضافه میکنیم بعد از گذشت 24 ساعت سپس به مدت 15 ساعت در حالت ساکن نگهداشته می شود تا حبابها از بین برودبعد، از گذشت این زمان محلول بر روی شیشه کاملاً صاف و تمیز با استفاده از تیغه ثابتشده در ضخامت 150 میکرومتر کشیده میشود. سپس شیشه بهسرعت وارد حمام آب شده تا غشای نامتقارن متخلخل تشکیل گردد.
نتایج و بحث
بررسی مورفولوژی غشاهای ساختهشده سطح نسبت داده شود.Geo/Lepدر این تصاویر غشای دارای 0/5 و 1 درصد وزنی پخش شدن نانو ذرات را بر روی سطح غشا نسبت به PES خالص را نشان میدهد درحالیکه در 2/5 درصد وزنی کلوخه شدن ذرات و عدم پخش نامتناسب را نشان میدهد.با توجه به نتایج نمودار در شکل 2 شار عبوری آب خالص - PWF - همهی غشاهای نانو کامپوزیتی از غشای PES بیشتر میباشد. در غلظت 2/5 درصد وزنی به دلیل کلوخه شدن نانو ذرات و گرفتگی حفرات و همچنین افزایش ضخامت لایه بالایی غشا و متراکم شدن آن نتایج حاصل از رد و نفوذ کاهش مییابد.بهمنظور بررسی ظرفیت ضد رسوبی غشاهای نانو کامپوزیتی از خوراک آبپنیر استفاده می شود. اثر مثبت آبدوستی سبب کاهش جذب پروتئین در غشا نانو کامپوزیتی شده بنابراین آبدوستی عامل مؤثر در سطح جذب می باشد.
درصد بازیابی فلاکس - - FRR
پس از بررسی رسوب توسط آبپنیر مقدار بازیابی فلاکس در غشای PES خالص تنها 59/4 درصد است. افزایش بازیابی فلاکس در غشای اصلاحشده با نانو ساختارها نشان می-دهد پروتئین میتواند بهراحتی از غشا شسته شود. این افزایش FRR با افزایش آبدوستی غشا، حداکثر 98/7 برای 1 در صد وزنی مشاهده شد و در 2/5 درصد وزنی به 96/4 رسیده است عملکرد نانو فیلتراسیون برای حذف رنگ راکتیو آبی 19همانطور که درشکل5 مشاهده میشود حذف آلاینده در غشای PES خالص % 83/4 میباشد، و این مورد برای غشای نانو کامپوزیتی 0/5 ،1 و 2/5 درصد وزنی به ترتیب به بالاترین مقدار خود رسیده که نشاندهنده عملکرد بهتر غشای اصلاحشده میباشد. وجود گرههای هیدروکسیل و کربوکسیل بر روی سطح
