Skip to main content
SUPERVISOR
Mortaza Sadeghi,Ahmad Asadinejad
مرتضی صادقی (استاد راهنما) احمد اسدی نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Malihe Hosseini Kopaei
ملیحه حسینی کوپائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394
Surface modification of membrane is one of the alternatives to reduce the membrane fouling and increase the number and variety of membranes prepared for new and improved applications. polyethersulfone hollow fiber membranes are widely used in ultrafiltration seperation due to their excellent chemical resistance, good thermal and mechanical properties, but because of their natural hydrophobicity, protein molecules are absorbed on the surface and membrane pores, causing severe fouling and flux reduction. The goal of this project is to modify the surface of the PES hollow fiber membrane using GO nanoparticles. For this purpose, three modifications were made on the membrane surface. In the first step, PES membrane was modified with AA by UV irradiation. In the second stage, the surface of the membrane was carboxylated, modified by diethylene tramine by chemical method. In the third stage, graphene oxide was bonded to the surface of the membrane containing amine bonds and corrected by chemical method. The results of FESEM and Surface Infrared Spectroscopy (ATR-FT-IR) studies of modified membranes in comparison with unmodified membrane show that graphene oxide is covered on the surface of the PES membrane. The results of measuring the contact angle of the water showed that the contact angle of the modified membrane with graphene oxide (GO-DETA-AA-PES) was reduced to 46% relative to the pure membrane and the PES membrane surface hydrophilicity improved significantly after bonding with nanoparticles. Ultrafiltration experiments showed that the performance of the modified PES membrane with graphene oxide improved significantly and the pure water flux in the modified membrane increased by 69% relative to the pure membrane. Also, by measuring the flux ratio recovery of modified membrane flux, 44% showed improvement in anti-ejection properties.
اصلاح سطح غشا، یک راه حل جهت کاهش گرفتگی غشاها و افزایش تنوع غشاهای ساخته شده برای کاربردهای جدید و بهبود یافته است. غشاهای الیاف توخالی پلی‌اتر‌سولفون به دلیل مقاومت شیمیایی عالی، خواص گرمایی و مکانیکی خوب به طور وسیعی در فرآیندهای اولترافیلتراسیون مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما به دلیل خاصیت آبگریزی ذاتی آنها، مولکول‌های پروتئین روی سطح و حفره‌های غشا جذب می‌شوند و سبب گرفتگی جدی و کاهش شار می‌شوند. بر همین اساس هدف این پروژه اصلاح سطح غشاهای الیاف توخالی پلی‌اتر‌سولفونی با استفاده از نانوذرات گرافن اکساید می باشد. به همین منظور سه مرحله اصلاح روی سطح غشا انجام شد. در مرحله ی اول غشا آبگریز پلی‌ اترسولفون با مونومر آبدوست اکریلیک اسید با روش پیوند زنی با استفاده از اشعه ماورای بنفش، اصلاح سطح شد.در مرحله ی دوم سطح غشای کربوکسیل دار شده، به وسیله دی اتیلن تری آمین به روش شیمیایی اصلاح شد. در مرحله ی سوم گرافن اکساید به سطح غشا که حاوی پیوندهای آمین بود توسط روش شیمیایی متصل و اصلاح گردید. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و مطالعات طیف مادون قرمز سطحی(ATR-FT-IR) غشاهای اصلاح شده در مقایسه با غشای اصلاح نشده نشان می‌دهد که گرافن اکساید به خوبی روی سطح غشا پلی اتر‌سولفون پوشش داده شده است. نتایج اندازه‌گیری زاویه تماس آب نشان داد که زاویه تماس غشای اصلاح شده با گرافن اکساید (GO-DETA-AA-PES) نسبت به غشای خالص 46% کاهش یافته و آبدوستی سطح غشا پلی اتر‌سولفون به طور قابل ملاحظه‌ای بعد از پیوند با نانوذرات بهبود پیدا کرد. آزمایشات اولترافیلتراسیون نشان داد عملکرد غشا پلی اتر‌سولفون اصلاح شده با گرافن اکساید به مقدار قابل‌توجهی بهبود یافت و شار آب خالص در غشای اصلاح شده نسبت به غشای خالص 69% افزایش داشت. همچنین با بررسی میزان بازیابی شار غشای اصلاح شده 44% بهبود خواص ضد گرفتگی از خود نشان داد. همچنین میزان دفع پلی اتیلن گلایکول در غشای بهینه نسبت به غشای اصلاح نشده حدود 8% افزایش داشت که نشان دهنده ی کاهش اندازه ی حفرات غشای اصلاح شده با گرافن اکساید و با حضور دی اتیلن تری آمین و اکریلیک اسید میباشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی