حبیب اعتمادی

یکی از مهمترین راه حل های منطقی توسعه منابع آب آینده، استفاده از آب های آلوده سطحی می باشد. امروزه فناوری غشایی نقش بسزایی در تصفیه آب های آلوده سطحی دارد. استفاده از پلیمرهای ارزان قیمت در ساخت غشاها و همجنین بهبود در شرایط عملیاتی فیلتراسیون می تواند باعث کاهش در هزینه های مربوط به جداسازی شود. در این پژوهش از پلیمر پلی وینیل کلراید (PVC) که پلیمری ارزان قیمت است و در داخل کشور تولید می شود در ساخت غشا استفاده شد. همچنین به منظور بهبود در خواص مکانیکی، آبدوستی و ضدگرفتگی نیز از نانوذرات بسیار ارزان قیمت کلینوپتیلولیت استفاده شد. ذرات معدنی کلینوپتیلولیت یکی از فراوان ترین مواد طبیعی شناخته شده می باشد که کاربردهای صنعتی و محیط زیستی دارد. در این پژوهش سیستم غشایی غوطه ور به منظور تصفیه آب های آلوده استفاده شد و خواصی همچون ساختاری، مقاومت مکانیکی، آبدوستی، شار عبوری آب خالص و خاصیت ضدگرفتگی غشاهای خالص و نانوکامپوزیتی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تاثیر فشار عملیاتی نیز بر خاصیت ضدگرفتگی غشاهای خالص و نانوکامپوزیتی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از اندازه گیری زاویه تماس و تخلخل نشان داد که با افزودن نانوذرات تا 5/0 درصد وزنی، میزان تخلخل و خاصیت آبدوستی غشا افزایش یافت. تصاویر SEM از سطح غشاها نشان داد که با افزودن نانوذره در سطح غشای نانوکامپوزیتی نسبت به PVC خالص تعداد حفرات افزایش یافت و همچنین باعث افزایش اندازه ماکروحفرات شد. استفاده از نانوذره کلینوپتیلولیت در ساختار PVC توزیع و پراکنش بهتری را ایجاد کرده و همچنین باعث افزایش اندازه و تعداد حفرات بر روی سطح غشا شد. همچنین تصاویر AFM نشان داد که با افزودن نانوذره کلینوپتیلولیت، زبری سطح غشا نیز افزایش یافت. مقاومت حرارتی غشای نانوکامپوزیتی PVC/Clino (0.5 wt.%) بیشتر از غشای خالص PVC مشاهده شد که این نتایج توسط آزمون TGA تایید شد. نتایج حاصل از خاصیت ضدگرفتگی غشاها در فیلتراسیون هیومیک اسید نشان داد که غشای نانوکامپوزیتی PVC/Clino (0.5 wt.%) در همه فشارهای اعمالی نسبت گرفتگی برگشت-ناپذیر (IFR) کمتری را نسبت به غشای خالص PVC نشان داد که برای فشارهای 1/0، 2/0 و 4/0 بار به ترتیب برابر با 6%، 3/16% و 5/25% بود. نسبت شار بازیابی (FRR) برای هر دو غشای خالص و نانوکامپوزیتی نیز با افزایش فشار اعمالی یک روند کاهشی را