مطالعه و بررسي تأثير نانو ذرات روي اكسيد بر بهبود عملكرد غشاهاي نانوفيلتراسيون بر پايه PVDF/PES

Fabrication and Modification of PVDF/PES-Based Nanofiltration Membranes by Zinc Oxide Nanoparticles

در پژوهش حاضر، غشاهاي نانوكامپوزيتي از نانوذرات آب‌دوست روي اكسيد (ZnO) و پلي وينيليدن فلورايد (PVDF) توسط روش تغيير فاز تهيه شدند. اثر غلظت‌هاي مختلف نانوذرات در ساخت غشاها بر عملكرد جداسازي محلول‌هاي مختلف مورد ارزيابي قرار گرفت. جهت ارزيابي ساختار و شيمي سطح غشاها از تصاوير ميكروسكوپي الكتروني روبشي و طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (ATR-FTIR) استفاده شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه محتواي آب غشاهاي ساخته شده از 96/77% در غشاي M1 بدون نانوذره به 60/79% در غشاي M3 شامل 1/0% وزني از نانوذرات افزايش مي‌يابد و سپس به 59/66% در غشاي M5 كاهش پيدا مي‌كند. بالاترين ميزان شار آب خالص عبوري L/m2h 97/19 در 1/0% وزني نانوذرات (غشاي M3) به‌دست آمد. لازم به ذكر است كه فاكتور پس‌دهي سديم سولفات در غشاها داراي روند افزايشي- كاهشي است و از 59% به 82% در غشاي M3 افزايش و سپس از 82 به 62% كاهش مي‌يابد. بنابراين، نتايج عملكرد بهينه را براي غشاي M3 نشان مي‌دهند. اين مطالعه پتانسيل غشاهاي تهيه شده از پلي وينيليدين فلورايد/ روي اكسيد را براي كاربردهاي تصفيه فاضلاب نشان مي‌دهد.

In this research, polyether sulfone (PES)/ polyvinylidene fluoride (PVDF) nanocomposite membranes were prepared form hydrophilic ZnO nanoparticles by phase inversion process. The effects of different concentrations of nanoparticles were investigated in terms of separation performance. In addition, the prepared membranes were characterized by SEM and AT-IR analysis. The results showed that the water content membranes increase from 77.96% in M1 (without nanoparticle) to 79.60% in M3 for 0.1 wt.% of ZnO, and the highest pure water flux was observed 19.97 L/m2h in 0.1 wt.%. Furthermore, the Na2SO4 rejection increased from 59% in M0 to 832% in M3. Thus, M3 showed the best performance separation among all prepared membranes. Ultimately, this study shows the potential PVDF-PES/ZnO membranes for application in wastewater treatment.