مطالعه الياف توخالي تهيه شده از مخلوط پلي اكريلونيتريل و نانو خاك رس به منظور كاربرد درنانوفيلتراسيون غشايي

A study of hollow fiber prepared from the mixture Polyacrylonitrile and nano clay for use in Membrane nanofiltration

فيلتراسيون غشايي در مقايسه با فرآيندهاي متداول جداسازي ، توانايي حذف محدوده وسيعي از ذرات ، بدون استفاده از مواد شيميايي را داراست. در اين پژوهش غشا الياف توخالي پلي اكريلونيتريل با تركيب درصدهاي متفاوت نانو خاك رس به منظور حصول خواص غشايي مناسب تر طي فرآيند ريسندگي خشك و تر توليد شد . مخلوطي از آب و دي متيل فرماميد به عنوان منعقد كننده داخلي و حمام انعقاد خارجي مورد استفاده قرار گرفت .الياف تحت كشش آب داغ در درصدهاي مختلف كششي قرار گرفته و خواص مكانيكي الياف توسط دستگاه استحكام سنج مورد بررسي قرار گرفت . از ميكروسكوپ الكتروني گسيل ميداني (FE-SEM) جهت تجزيه و تحليل مقطع عرضي و طولي غشا استفاده شد. بررسي تاثير نانو خاك رس بر تخلخل الياف به وسيله روش نفوذ مايع مورد بررسي قرار گرفت . ميكروسكوپ استريو و نرم افزار پردازش تصوير Digimizer جهت آناليز تغييرات قطر داخلي و خارجي الياف مورد استفاده قرار گرفت .همچنين از طيف FTIR به منظور مطالعه بر همكنش نانو خاك رس با پلي اكريلونيتريل استفاده شد . نتايج نشان داد كه الياف پلي اكريلونيتريل حاوي 5/0 درصد وزني نانو خاك رس بيشترين ميزان استحكام مكانيكي را از خود نشان مي دهند . هم چنين با افزايش نانو خاك رس تا 1٪ وزني ميزان تخلخل افزايش يافته كه باعث افزايش نفوذپذيري هيدروليكي الياف مي شود .

Membrane filtration , in compare with the conventional separation processes has the ability to remove a wide range of particles without the use of chemicals. In this study, the polyacrylonitrile hollow fiber membrane was prodused by combining different percentages of nanoclay to Achieve better membrane properties during wet-dry spinning. A mixture of water and dimethylformamide was used as internal coagulant and external coagulation bath. Hot water dragging was applied with different stretch percentages and the mechanical properties of the fiber were examined by a hardness gauge. Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) was used to analyze the cross-section and outer surface of the membranes. The effect of nanoclay on fiber porosity were Investigated by liquid penetration method. The stereo microscope and the Digimizer image processing software were used to analyze the changes in the outer and internal diameter of the fiber. Also, the FTIR spectrum was used to study the interaction of nanoclay with polyacrylonitrile. The results showed that polyacrylonitrile fibers containing 0.5% w / w of nanoclay have the highest mechanical strength. It also increases the porosity by increasing the nanoclay to 1% by weight, which increases the hydraulic permeability of the fibers.