اصلاح خواص ساختاري غشاهاي نانوكامپوزيتي براي بهبود جداسازي رنگينه از پساب‌هاي نساجي

فرضيه: خواص سطحي و ساختاري غشا از مؤثرترين عوامل بر عملكرد فيلتركردن آن است. نانوساختارها به‌عنوان مهم‌ترين اصلاح ‌كننده‌هاي غشاهاي پليمري در سال‌هاي اخير مطرح بوده‌اند. در اين پژوهش، به منظور بهبود چيدمان نانوذرات زيركونيا در بستر غشاهاي فرافيلتركردن پلي‌سولفون، گروه عاملي سولفات و كربوكسيليك بر سطح اين نانوذرات پوشش داده شدند. سپس ساختار و رفتار غشاهاي نانوكامپوزيتي با غشاي خام مقايسه شدروش‌ها: نانوذرات ZrO2، وZrCOOH و ZrSO4 به بستر غشاي پلي‌سولفون (PSf) افزوده شده و عملكرد فيلتركردن غشاهاي نانوكامپوزيتي در تصفيه پساب نساجي بررسي شد. بدين منظور آزمون‌هاي PZC ،EDX ،SEM ،AFM زاويه تماس، تخلخل‌سنجي، اندازه گيري گرانروي‌سنجي، بازيابي شار و جداسازي رنگينه انجام شد.يافته‌ها: نتايج آزمون pH نقطه بار صفر (PZC) نشان داد، بار سطحي غشا با وجود نانوذرات ZrO2 و ZrCOOH، مثبت و با وجود نانوذرات ZrSO4، خنثي است. تصاوير SEM نشان داد، وجود نانوذرات ZrCOOH به تخلخل بيشتر و اندازه كوچك‌تر نانوذرات و نانوذرات ZrSO4 به تخلخل كمتر و اندازه بزرگ‌تر نانوذرات منجر مي‌شود. نتايج آزمون‌هاي AFM و EDX نشان داد، وجود گروه عاملي موجب چيدمان نانوذرات در لايه سطحي غشا مي‌شود و اثربخشي آن‌ها را در بهبود خواص سطحي غشا تقويت مي‌كند. طراحي آزمون‌ها در اين پژوهش به روش سطح پاسخ (RSM) انجام شد و تحليل واريانس براي آزمون تخلخل و زاويه تماس نشان داد، مهم‌ترين عامل مؤثر در تخلخل و زاويه تماس مقدار غلظت نانوذره است، به‌طوري كه در غلظت %13 پليمر با افزايش از %0 تا %2 نانوذرات ZrO2، وZrCOOH و ZrSO4 به ترتيب مقدار تخلخل 5، 12.19 و %24 و مقدار زاويه تماس 18، 22 و %19، كاهش مي‌يابد. نتايج تحليل واريانس جداسازي رنگينه نشان داد، عامل غلظت پليمر مؤثرتر از عامل غلظت نانوذرات در جداسازي رنگينه است. همچنين، افزايش بازيابي شار از 0 تا %2 نانوذرات در غلظت %13 پليمر براي نانوذرات ZrO2، وZrCOOH و ZrSO4 به ترتيب 15، 25 و %45 بود.