حبیب اعتمادی

با توجه به بحران‌های کم آبی و نیاز به تصفیه منابع آب آلوده، فناوری غشایی به‌عنوان یک روش مؤثر و پایدار در تصفیه آب‌های سطحی مطرح شده است. یکی از چالش‌های عمده در این حوزه، هزینه بالای مواد اولیه و مشکل گرفتگی غشاها در فرآیند تصفیه است. در این پژوهش، به بررسی تأثیر افزودن نانوذرات اکسید مس-روی (Cu-ZnO) به پلیمر پلی وینیل کلراید (PVC) در ساخت غشاهای نانوکامپوزیتی برای تصفیه آب‌های آلوده پرداخته شد. نانوذرات Cu-ZnO به‌عنوان نانوذراتی با ویژگی‌های ضدباکتری و خاصیت ضدگرفتگی و PVC به‌عنوان یک پلیمر ارزان‌قیمت و در دسترس، انتخاب شدند. در این تحقیق، ابتدا نانوذرات Cu-ZnO با روش سبز سنتز شد و سپس غشاهای نانوکامپوزیتی PVC/Cu-ZnO با درصدهای مختلف نانوذرات (25/0، 5/0، 75/0 و 1 درصد وزنی) ساخته و ویژگی‌های ساختاری، مکانیکی، آبدوستی، شار عبوری آب خالص و خاصیت ضدگرفتگی آنها در فیلتراسیون پساب نفتی پالایشگاهی در یک سامانه غشایی جریان عرضی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمون FTIR، XRD و SEM نشان داد که نانوذرات با موفقیت سنتز شدند. همچنین نتایج نشان داد که افزودن نانوذرات اکسید Cu-ZnO به PVC موجب افزایش تخلخل، بهبود آبدوستی و همچنین مقاومت مکانیکی غشاها شد. تصاویر SEM از از سطح غشاها نشان داد که افزودن نانوذرات Cu-ZnO موجب افزایش در اندازه و تعداد حفرات سطحی غشا شد. همچنین در غشای نانوکامپوزیتی حفرات انگشتی طویلتری در راستای ضخامت غشا نسبت به غشای خالص تشکیل شد. نتایج حاصل از AFM نیز افزایش در زبری سطح با افزودن بیشتر نانوذرات را نشان داد. براساس آزمون فیلتراسیون پساب نفتی پالایشگاه، شار عبوری برای غشای خالص پس از 180 دقیقه فیلتراسون Lm-2h-1 5/3 بود در حالیکه این مقدار برای غشای نانوکامپوزیتی حاوی 5/0 درصد وزنی Lm-2h-1 27 بود. از طرفی دیگر، غشای PVC/Cu-ZnO 5/0 خاصیت ضدگرفتگی بیشتری را در مقایسه با سایر غشاها داشت بطوریکه مقدار نسبت گرفتگی برگشت ناپذیر (IFR) را از5/55 % برای غشای خالص به 5/8% کاهش داد. همچنین میزان TOC نیز بطور چشمگیری توسط غشاهای نانوکامپوزیتی کاهش یافت به گونه ای که میزان حذف برای غشای حاوی 5/0 درصد وزنی از نانوذرات تقریبا برابر با 98 درصد بود.