تهیه غشاهای نانوفیلتراسیون بهینه شده با شار و احتباس بالا به روش پلیمریزاسیون بین سطحی

امروزه با توجه به افزایش جمعیت و کاهش منابع آب شیرین، فرآیندهای غشایی جزء به صرفهترین فرآیندها برای تهیه آب شیرین از آبهای شور محسوب میشوند. غشاهای متداول اسمز معکوس با توجه به فشار بالا و شار پایین، از مرکز توجه خارج شده و غشاهای نانوفیلتراسیون در حال جایگزینی با آنها میباشند. از مزایای این نوع غشاها شار بسیار بالاتر و همچنین احتباس قابل قبول نمکها در فرآیند تهیه آب شیرین است. یکی از جدیدترین غشاهای نانوفیلتراسیون، غشاهای نامتقارن کامپوزیتی لایه نازک (TFC) است. متداولترین روش برای تهیه این نوع غشاها، روش پلیمریزاسیون سطحی (IP) با استفاده از دو فاز آبی و آلی است. هر یک از فازهای مربوطه حاوی یک نوع مونومر بوده که بر روی سطح یک زیرلایه اولترافیلتراسیون واکنش پلیمریزاسیون بین آنها رخ داده و یک لایه نازک پلیآمیدی بر روی زیرلایه تشکیل میگردد. در این روش ابتدا زیرلایه در فاز آبی غوطهور شده و پس از نفوذ مونومرهای موجود در فاز آبی به داخل حفرات، آب اضافی آن گرفته میشود. سپس فاز آلی در تماس با سطح آن قرار میگیرد. در این زمان واکنش پلیمریزاسیون بین دو مونومر در زمان کوتاهی انجام میگیرد. در این پژوهش با استفاده از زیرلایه پلیاکریلونیتریل (PAN) و با استفاده از دو مونومر پیپیرازین (PIP) و تریمزوئیلکلراید (TMC) در فاز اّبی و آلی و همچنین انجام بهینهسازی در هر مرحله یک غشای نانوفیلتراسیون با شار و احتباس بسیار بالا تهیه شد و عملکرد آن برای چهار نوع نمک NaCl، Na2SO4، MgSO4 و CaCl2 بررسی گردید. ابتدا از طریق بهینهسازی غلظت پلیمر و حلال، یک زیرلایه مناسب با شار بالا و میزان حفرات مناسب برای فرآیند پلیمریزاسیون بینسطحی تهیه شد. در مرحله بعد غلظت مونومرها برای داشتن شار و احتباس بالا بهینه شده و سپس برای غشای بهینه تهیه شده، مقادیر مختلف اسیدیته (pH) در عملکرد غشا مورد بررسی قرار گرفتند.

کلیدواژه ها:

غشای نانوفیلتراسیون ، پلیمریزاسیون بین سطحی ، شار ، احتباس