تاریخ دفاع: 1405/7/29
دانشجو

مریم صداقت دهقی

دانشکده / گروه آموزشی فنی مهندسی | گروه مهندسی شیمی

ساخت غشاهای نانوکامپوزیت مقاوم به گرفتگی و باکتری بر پایه Ag-MOF@GO برای زدایش رنگ از پساب ساختگی نساجی

چکیده

چکیده کمبود منابع آب شیرین و افزایش تقاضا برای آب، ضرورت استفاده از روش‌های کارآمد تصفیه پساب و بازچرخانی آب را بیش از پیش آشکار ساخته است. در این میان، پساب‌های رنگی حاصل از فعالیت‌های صنعتی به دلیل وجود ترکیبات رنگی و آلاینده‌های مختلف نیازمند روش‌های تصفیه کارآمد می باشد.   فرایندهای غشایی، به‌ویژه نانوفیلتراسیون، به دلیل قابلیت جداسازی مناسب، مصرف انرژی نسبتاً پایین و اثرات زیست‌محیطی کمتر، از گزینه‌های مورد توجه در این زمینه به شمار می‌رود. با این حال، محدودیت‌هایی نظیر گرفتگی غشا، کاهش شار و ضرورت دستیابی هم‌زمان به راندمان جداسازی مناسب و پایداری عملکرد، استفاده از غشاهای پلیمری متداول را با چالش مواجه می‌کند. در پژوهش حاضر، غشای کنترل پلی‌اتر سولفون (PES)   و غشاهای نانوفیلتراسیون ماتریس آمیخته حاوی اکسید گرافن (GO) و نانوکامپوزیت چارچوب فلز–آلی نقره/اکسید گرافن (Ag-MOF@GO)، با هدف بهبود عملکرد غشا و تقویت خواص ضد گرفتگی تهیه شد. در مرحله نخست، غشاهای ماتریس آمیخته حاوی مقادیر ????، ????، ???? و wt. %   ???? GO ساخته شدند و عملکرد آن‌ها از نظر شار آب، رفتار گرفتگی و پس‌زنی رنگ بررسی شد. براساس نتایج این مرحله، غشای حاوی GO wt. % ???? به‌عنوان غشای منتخب انتخاب شد. در ادامه، به‌منظور بررسی اثر افزودن چارچوب فلز–آلی نقره به گرافن اکسید، نانوکامپوزیت Ag-MOF@GO در سه نسبت جرمی لیگاند به نقره (1:0.5، 1:1 و 1:1.5) سنتز شد. سپس غشاهای ماتریس آمیخته حاوی wt. % 05/0 از نانوکامپوزیت‌های سنتز شده، تهیه شد.   عملکرد غشاهای تهیه شده برحسب شار آب خالص، حذف رنگ سنتزی و پساب واقعی، و خواص گرفتگی مورد بررسی قرارگرفت. نتایج حاصل از ارزیابی غشاهای اصلاح‌شده نشان داد که غشای حاوی 0.05 درصد وزنی نانوکامپوزیت Ag-MOF@GO با نسبت جرمی ?:? نقره به لیگاند، در مقایسه با غشای کنترل و غشاهای نانوکامپوزیتی، عملکرد بهتری نشان داد و به‌عنوان غشای منتخب تعیین شد. غشای منتخب زاویه تماس کوچکتری (2?/54) در مقایسه با غشای کنترل (77?) نشان دادکه بیانگر افزایش آب‌دوستی سطح غشا می باشد. همچنین، شار آب خالص از ?? بهkg/m2.h   ???? افزایش یافت. بازیابی شار پس از گرفتگی با استفاده از محلول آلبومین سرم گاوی (BSA) از ???? % برای غشای کنترل به ???? % برای غشای بهینه افزایش یافت. مقاومت گرفتگی برگشت‌ناپذیر از ???? % برای غشای کنترل به ? % برای غشای بهینه کاهش یافت. علاوه بر این، پس‌زنی رنگ کنگو رد از ?? به ???? % و پس‌زنی رنگ متیلن بلو از ?? به ?? % به ترتیب برای غشاهای کنترل و بهینه افزایش پیدا کرد. در پایان، عملکرد غشای منتخب در تصفیه پساب واقعی مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج بدست آمده، راندمان حذف COD، حذف رنگ و کاهش کدورت به ترتیب بیشتر از 95 %، 8/99 % و NTU 2 برای غشای منتخب در مقایسه با 52 %، 7/96% و NTU 7 برای غشای کنترل، بدست آمد. کلیدواژه‌ها: نانوفیلتراسیون، پلی‌اترسولفون، گرافن اکساید، چارچوب فلز–آلی نقره، نانوکامپوزیت Ag-MOF@GO، گرفتگی غشا، پس‌زنی رنگ، پساب صنعتی.