Preparation of Novel Thin-Film Composite Nanofiltration Membranes for Separation of Amoxicillin

چندين غشا كامپوزيتي جديد براي جداسازي و بازيابي آموكسي سيلين از فاضلاب هاي دارويي از طريق فرآيند نانوفيلتراسيون تهيه شدند. سنتز اين غشاها شامل سه مرحله بود: 1- آماده سازي غشاهاي الترافيلتراسيون پلي سولفون به عنوان يك پايه از طريق فرآيند جداسازي فاز، 2- اصلاح سطح آن ها توسط پليمريزاسيون بين سطحي به صورت يك لايه انتخاب پذير (پلي آميد)، و 3- خود آرايي نانو ذرات TiO2 بر روي لايه انتخاب پذير به عنوان يك عامل ضد رسوب. باز پس زني همه غشاهاي نانو فيلتراسيون بيشتر از 99% بود و تنها شار آن ها متناسب با شرايط مختلف تغيير مي كرد. در حضور و عدم حضور نانو ذرات TiO2، شار آب خالص از غشا لايه نازك پلي آميد به ترتيب 4/44 و L/h.m24/37 در فشار bar4 بدست آمد. اين مقدار براي محلول آموكسي سيلين برابر L/hm234 بود. نتايج نشان مي دهد كه نانو ذرات TiO2 ميزان آب دوستي لايه انتخاب پذير پلي آميد را افزايش مي دهند و بنابراين، نانوذرات ميزان رسوب گيري را كاهش مي دهند. تصاوير SEM نشان دهنده تشكيل عالي لايه پلي آميدي و توزيع نانو ذرات TiO2 بر روي لايه انتخاب پذير است. خواص سطحي غشا با استفاده از AFM در نظر گرفته شد، كه نشان مي دهد زبري سطح با پليمريزاسيون بين لايه اي و خود آرايشي نانو ذرات TiO2 افزايش مي يابد. اندازه حفره غشاها در مقياس نانو بود (به ترتيب 653/2 و nm604/2 بدون و با خود آرايي نانو ذرات TiO2).

Several novel composite membranes were prepared to separate and recycle amoxicillin from pharmaceutical wastewater via nanofiltration process. The synthesis of these membranes included three stages: 1- preparation of polysulfone ultrafiltration membranes as a support via phase separation process, 2- modification of its surface by interfacial polymerization as a selective layer (polyamide), and 3- self-assembly of TiO2 nanoparticles on the selective layer as an anti-fouling agent. The rejection of all nanofiltration membranes was more than 99% and only its flux was changed proportional to different conditions. In the presence and absence of TiO2 nanoparticles, the pure water flux of polyamide thin-film membrane also obtained 44.4 and 38.4 L/h.m2 at 4 bar pressure, respectively. These were equal to 34 L/h.m2 for amoxicillin solutions. The results showed that TiO2 nanoparticles increased hydrophilicity of polyamide selective layer and therefore, nanoparticles decreased the fouling level. SEM images illustrated the excellent establishment of polyamide layer and distribution of TiO2 nanoparticles on the selective layer. The properties of membrane surface were taken into consideration by using AFM, indicating the increment of surface roughness with interfacial polymerization and TiO2 nanoparticles self-assembly. The pore size of membranes was in the nanoscale (2.653 and 2.604 nm without and with TiO2 nanoparticles self-assembly, respectively).