ارزيابي ويژگي‌هاي شيمي/ فيزيكي غشاهاي كامپوزيتي تبادل كاتيوني حاوي نانو لوله‌هاي و نانو ذرات تركيبي نانو لوله‌هاي كربن پوشش شده با نانو لايه‌هاي مس

Preparation and physico/chemical characterization of composite cation exchange membranes filled with carbon nanotubes and carbon nanotubes-co-copper nanolayer composite nanoparticles

در این پژوهش، غشاهای تبادل یونی شبكه آمیخته پلی وینیل كلراید با استفاده از حلال تتراهیدروفوران و پودر ذرات رزین تبادل كاتیونی، به روش قالب‎‌گیری محلول پلیمری تهیه گردید. اثر وجود نانو لوله‌های كربن و نیز نانو ذرات سنتزی تركیبی نانو لوله كربن- نانو لایه مس بر خواص شیمی- فیزیكی غشاء های ساخته شده بررسی شد. نانو ذرات تركیبی مورد استفاده در این تحقیق با استفاده از تكنولوژی كندوپاش مگنترون كه یك روش لایه نشانی فیزیكی می‌باشد، تهیه گردید. در این روش نانو لایه‌های مس بر روی جداره نانو لوله‌های كربنی چند دیواره لایه نشانی شد. آنالیزهای عكس‌برداری الكترون روبشی و عكس‌برداری نوری جهت بررسی خواص ساختاری نمونه‌های تهیه شده مورد استفاده قرار گرفت. عدد انتقالی، انتخاب‌پذیری و تراوش‌پذیری/ فلاكس یونی غشاء‌ها بررسی گردید. نتایج نشان داد كه غشای تهیه شده به‌وسیله نانو ذرات تركیبی نانو لوله كربن- نانو لایه مس، انتخاب‌پذیری و فلاكس یونی بالاتری در مقایسه با غشای بدون نانو ذره و نیز غشای نانوكامپوزیتی حاوی نانو لوله‌های كربنی دارد.  

In this study, polyvinyl chloride based heterogeneous cation exchange membranes were prepared by solution casting techniques using tetrahydrofuran as solvent and cation exchange resin powder as functional groups agent. The effect of functionalized multi walled carbon nano tubes and also Cu nanolayer coated MWCNTs composite nanoparticles on physico/chemical properties of membranes was studied. The Cu nanolayer coated MWCNTs composite nanoparticles were prepared by magnetron sputtering method. Scanning electron microscopy and scanning optical microscopy were utilized to investigation of membranes’ structural properties. The images showed uniform particles distribution for the membranes. Also the electrochemical characteristics of membrane were studied. The results revealed that membrane transport number, selectivity and flux were improved by using both nanoparticles in membrane matrix. Also the modified membrane containing Cu nanolayer coated Multi Walled Carbon Nano Tubes showed higher selectivity and ionic flux compared to membrane containing MWCNTs and un-modified membrane.