سید مهدی سجادی

آب منبع طبیعی اساسی برای توسعه جامعه انسانی و همچنین برای بقای اکوسیستم ها است. با توسعه سریع اجتماعی-اقتصادی، تضاد بین تقاضا و عرضه آب شدیدتر شده است. آب به گلوگاهی برای توسعه پایدار هر چه بیشتر کشورها و مناطق تبدیل شده است. ارزیابی کمبود آب به یک موضوع تحقیقاتی داغ در زمینه هیدرولوژی و منابع آب تبدیل شده است. در مقایسه با روش‌های متداول تصفیه آب، فرآیندهای غشایی ،فناوری‌های قوی ارائه می‌دهند که می‌توانند برای تولید آب آشامیدنی از هر دو آب سطحی/زیرزمینی معمولی استفاده شوند. فناوری غشاء به دلیل قابلیت اطمینان و کارایی دفع آلاینده ها، همراه با انعطاف پذیری ارائه شده از طریق طیف وسیعی از مواد غشایی (سرامیک: سیلیس، آلومینا، تیتانیا،پلیمر) به عنوان یک فرآیند جداسازی موثر برای تصفیه آب پذیرفته شده است. همچنین فناوری غشایی به دلیل راندامان بالای در بازچرخانی آب، مصرف انرژی پائین، قابلیت مقیاس پذیری راحت‌تر، ظرفیت حذف انواع آلاینده‌ها و همچنین گستره استفاده مواد غشایی در میان محققان گسترش بیشتری پیدا کرده است. پلیمر پلی وینیل کلراید از جمله پلیمرهای ارزان قیمتی است که در داخل تولید می‌شود و می‌توان از آن‌ها در ساخت غشا استفاده کرد. با این حال به دلیل ذات آبگریز پلی وینیل کلراید تمایل به گرفتگی در غشاهای ساخته شده با این پلیمر را افزایش می دهد، که باعث یک مشکل اساسی در تصفیه آب می‌شود که آلاینده ‌های موجود در آب اکثرا آبگریز هستند و سبب تشدید گرفتگی غشاهای پلی وینیل کلراید می شود. به همین علت اصلاح غشاهای پلی وینیل کلراید امری ضروری است. بنابراین استفاده از ترکیب نانوذرات آبدوست و پلیمر برای ساخت غشاهای نانوکامپوزیتی آبدوست راه حل اساسی برای این مشکل است. نانوذرات نقره به دلیل ویژگی های منحصر به فرد الکتریکی، زیستی و شیمیایی به شدت مورد توجه هستند. همچنین، این نانوذرات به عنوان یک عامل ضد باکتری موثر به کار گرفته می‌شود. این ذرات می‌توانند با مواد دیگری مانند اکسید گرافن ترکیب شوند و این ترکیب می‌تواند ویژگی های هر یک از اجزاء آن را بهبود ببخشد. در این پژوهش سعی بر آن است تا با استفاده از نانوذرات گرافن اکساید ـ نقره(GO-Ag)، بتوان خاصیت آبدوستی و همچنین ضدگرفتگی غشای PVC را کاهش داد. غشاهای ساخته شده در یک سامانه غشائی غوطه‌ور به منظور حذف هیومیک اسید مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل نشان داد که غشای حاوی 1 درصد وزنی از نانوذرات GO-Ag، بیشترین تاثیر را در خاصیت آبدوستی و همچنین تخلخل غشای PVC داشت، بطوریکه زاویه تماس با آب و تخلخل برای غشای خالص PVC از ˚5/68 و 6/72% به ترتیب به ˚2/50 و 6/87% بهبود پیدا کرد. تصاویر FE- SEM از سطح غشاها نشان داد که اندازه و تعداد حفرات سطحی برای غشای نانوکامپوزیتی در مقایسه با غشای خالص PVC بیشتر بود. نتایج حاصل از عملکرد غشاها نشان داد که نسبت گرفتگی برگشت‌ناپذیر(IFR) و شار بازیابی(FRR) برای غشای خالص PVC، 20% و 1/80% بود، در حالیکه با افزودن 1 درصد وزنی از نانوذرات این مقدار به ترتیب به 4/7% و 7/92% رسید. همچنین میزان بازیابی شار از 1/80% برای غشای PVC خالص، به مقدار7/92% برای غشای PVC/GO-Ag 1% رسید. همچنین میزان پس زنی برای غشای خالص PVC و غشای نانوکامپوزیتی PVC/GO-Ag 1% به ترتیب برابر 4/96% و 99% بود.