اصلاح عملکرد غشاء نانوفیلتر سلولز استات توسط عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی کرمانشاه

نگین قائمی در گفت‌وگو با خبرنگار «خبرگزاری دانشجو» از کرمانشاه، با اشاره به موفقيت اش در ساخت و اصلاح عملکرد غشاء نانوفیلتر سلولز استات جهت جداسازی سموم نیتروآروماتیکی از آب بیان داشت: در این تحقیق، ابتدا غشاء نانوفیلتر سلولز استات با استفاده از روش جدایش فازی ساخته شد و سپس جهت اصلاح ساختار و خواص آن، از سورفکتانت آنیونی سدیم دودسیل سولفات (SDS) در غلظت‌های مختلف استفاده شده است.

 

عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی کرمانشاه گفت: پس از ساخت و اصلاح، تجهیزات خاص ارزیابی نظیر انواع میکروسکوپ‌ها جهت بررسی مورفولوژی و ساختار و آزمایش‌هایی جهت بررسی آبدوستی و بار سطحی نانوفیلترها مورد استفاده قرار گرفت

 

قائمی ادامه داد: در انتها، دو پارامتر مهم، فلاکس و درصد پس دهی سموم نیتروآروماتیکی تحت شرایط محیطی مختلف، جهت ارزیابی عملکرد نهایی نانوفیلترها مورد بررسی قرار گرفتند.

 

وی بیان داشت: از ویژگی‌های این طرح، می‌توان به استفاده از سورفکتانت آنیونی سدیم دودسیل سولفات (SDS) به عنوان افزودنی اصلاح کننده، اشاره کرد که علاوه بر کاهش اندازه حفرات نانوفیلتر (اصلاح خواص مورفولوژیکی و ساختاری) و افزایش بار در راستای افزایش دافعه ذرات از سطح نانوفیلتر (خواص شیمیایی)، باعث تغییر چشمگیری در جذب سطحی مواد بر سطح نانوفیلتر در راستای بهبود جداسازی ذرات شده است.

 

عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی کرمانشاه خاطرنشان کرد: طی ساخت و اصلاح نانوفیلتر در راستای رسیدن به جدایش بهینه دریافتیم که صرفنظر از قیاس ابعاد حل شونده و نانوفیلتر، دافعه بار بین نانوفیلتر و حل شونده پس از اصلاح فیلتر اولیه افزایش یافته و در نتیجه عملکرد فیلتر در جداسازی سموم بهبود یافته است، از طرف دیگر با توجه به آنالیزهای انجام شده و بررسی اندازه حفرات سطح فیلتر ساخته شده مشخص شد که اندازه حفره‌های نانوفیلتر پس از اصلاحات انجام شده بر روی آن، به مقادیر کمتری نسبت به فیلتر اولیه (کمتر از 9 نانومتر) کاهش یافته است.

 

قائمی در پایان درباره‌ نتايج اين کار تحقيقاتي تصریح کرد: در این پژوهش بر اساس تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، از سطح مقطع عرضی نانوفیلترها و بعد از اعمال اصلاحات، افزایش قابل توجهی در تخلخل و کاهش در ضخامت لایه سطحی نانوفیلترها بخوبی مشاهده شد، این تغییرات همراه با افزایش مطلوب آبدوستی و بار سطحی نانوفیلترها، منجر به افزایش همزمان دو پارامتر فلاکس عبوری از غشاء و پسدهی سموم شده است. سموم نیتروآروماتیکی استفاده شده در این پژوهش با توجه به ثابت تفکیک اسیدی خود در محیط‌هایی با اسیدیته گوناگون، رفتار متفاوتی از خود نشان می‌دهند و از طرف دیگر بار سطحی نانوفیلترهای ساخته شده نیز بسته به شرایط محلول آزمایش تغییر می‌کند و در شرایطی وابسته به اسیدیته محلول که برایند برهم کنش بین بار سطح نانوفیلتر و سموم از نوع دافعه بوده، افزایش پسدهی ذرات و ارتقاي عملکرد جداسازی قابل مشاهده است.

 

خاطرنشان مي شود، فرآيندهای غشايی (بخصوص نانوفيلتراسيون) به علت دارا بودن مزایایی مانند کارايی بالا در تصفيه آب و پساب و استفاده مجدد از آب‌های آلوده، بازده بالاتر در جداسازی، سادگی عمليات، عدم استفاده از مواد شيميايی و صرف هزينه کمتر به عنوان راهکاری مفید در این طرح بکار گرفته شده است و نانوفيلترها که دسته‌ای از غشاءها (membranes) می باشند توانايی جداسازی ذرات در اندازه نانومتر را دارا بوده و کاربردهای فراوانی در علوم و صنايع دارند که از آن جمله می‌توان به تصفیه آب، پساب (شهری و صنعتی)، انواع صنایع شیمیایی، غذایی، داروسازی اشاره كرد.

 

پلیمر سلولز استات به علت آبدوستی بالا، مقاومت خوب در برابر حلال‌ها و همچنین هزینه پایین، یکی از انتخاب‌های محققین برای ساخت غشاءهای نانوفیلتر است و با این وجود غشاءهای ساخته شده از این پلیمر، نسبتا متراکم و دارای لایه سطحی با ضخامت بالاست که این امر منجر به کاهش نسبتا زیاد فلاکس عبوری و نیز کاهش عملکرد کلی غشاء نانوفیلتر می‌گردد و به همین علت، محققان این طرح اهداف خود را در راستای بهبود ساختار نانوفیلترهای سلولز استات و بهبود عملکرد آنها با استفاده از سورفکتانت آنیونی سدیم دودسیل سولفات (SDS) جهت جداسازی سموم نیتروآروماتیکی از آب تحت شرایط عملیاتی مختلف و ارتقاي سطح عملکرد انتخاب کردند.

 

لازم به ذکر است، نتایج این کار تحقیقاتی که توسط نگین قائمی و همکاران وی از دانشگاه رازی کرمانشاه تحت راهنمایی سید سیاوش مدائنی صورت گرفته است، در مجله Desalination (جلد 290، 30 مارس 2012) منتشر شده است.