پیش بینی عملکرد غشای فراصافش برپایه گران‎روی محلول بسپاری

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 3، دوره 14، شماره 4، اسفند 1399، صفحه 25-34   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

مونا دهقانکار¹؛ تورج محمدی²؛ مریم توکل‎ مقدم^{* 3}؛ فاطمه رکابدار⁴

¹دانشجوی کارشناسی‎ارشد دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

²استاد دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

³استادیار پژوهشکده توسعه فناوری‎های شیمیایی، پلیمری و پتروشیمی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

⁴مربی پژوهشکده توسعه فناوری های شیمیایی، پلیمری و پتروشیمی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

چکیده

       یکی از مهم­ترین عوامل تأثیرگذار در تشکیل غشا به روش جدایش فازی، گران‎روی محلول بسپاری است. در این پژوهش، با هدف ارایه راهکاری برای پیش­بینی عملکرد غشاهای بسپاری، تاثیر دمای محلول و سرعت ریخته‎گری بر گران‎روی محلول پلی‎(وینیلیدن فلورید) (PVDF) بررسی شده است. بدین منظور، گران‎روی محلولPVDF/DMAc  با افزودنی­های LiCl و پلی‎(اتیلن گلیکول) (PEG) در گستره دمایی 10 تا °C 50 در فشار اتمسفر با شارش‎سنج دقیق اندازه‎گیری شد. عملکرد غشاهای فراصافش PVDF با ترکیب درصد (3 درصد وزنی از PEG و 7 درصد وزنی از LiCl) ارزیابی و مدلی تجربی با روش سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی برای پیش­بینی مقدار شار و پس‎زنی غشا برپایه دو متغیر دمای محلول و سرعت ریخته‎گری، ارایه شده است. برای تعیین ویژگی­های غشاهای ساخته‎شده از روش‎های میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM)، شار آب خالص و پس‎زنی غشا، استفاده شد. نتایج حاکی از سازگاری خوب مدل با داده­های تجربی است.  برپایه نتایج طراحی آزمایش، سرعت ریخته‎گری برابر با m/min 2/1 و دمای محلول بسپاری برابر با °C 50، شرایط بهینه­ به‎منظور دستیابی به غشایی با بالاترین مقدار شار آب و پس‎زنی است.

کلیدواژه‌ها

فراصافش؛ گران‎روی؛ افزودنیLiCl؛ غشای PVDF

مراجع

[1] Kang, G.-D.; Cao, Y.-M.; Journal of Membrane Science 463, 145-165, 2014.

[2] Jung, Jun Tae, Jeong F. Kim, Ho Hyun Wang, Emanuele Di Nicolo, Enrico Drioli, and Young Moo Lee. Journal of Membrane Science 514, 250-263, 2016.

[3] Li, H.-B.; Shi, W.-Y.; Zhang, Y.-F.; Liu, D.-Q.; Liu, X.-F.; Polymers 6(6), 1846–1861, 2014.

[4] Bottino, A.; Capannelli, G.; Munari, S.; Turturro, A.; Desalination 68(2-3), 167-177, 1988.

[5] Yuliwati, E.; Ismail, A.F.; Desalination 273(1), 226-234, 2011.

[6] Hou, T.; Chen, H.; Zhang, L.; Acta Polymerica Sinica 12, 271-281, 2008.

[7] Buchori, L.; International Journal of Science and Engineering 1(2), 38–40, 2010.

[8] Haponka M.; Trojanowska, A.; Nogalska, A.; Jastrzab, R.; Gumi, T.; Tylkowski, B.; Polymers 9(12), 718-731, 2017.

[9] Shen J.L.; Zhang, Q.; Yin, Q.; Cui, Z.L.; Li, W.X.; Xing, W.H.; Journal of Membrane Science 521, 95-103, 2017.

[10] Tavakolmoghadam, M.; Mokhtare, A.; Rekabdar, F.; Esmaeili, M.; Khali Khaneghah, A.H.; Materials Research Express 7(1), 015312, 2020.

[11] Rajabi, Sh.; Khodadadi, F.; Tavakolmoghadam, M.; Rekabdar, F.; Membrane Water Treatment 11(4), 237-245, 2020.

[12] Bitterlich, B.; Lutz, C.; Roosen, A.; Ceramic International 28(6), 675-683, 2002.

[13] Zhang, L.Q.; Zang, G.; Advanced Materials Research 1048, 448-451, 2014.

[14] Khayet, M.; Feng, C.Y.; Khulbe, K.C.; Matsuura, T.; Desalination 148(1-3), 321-327, 2002.

[15] Lin, D.-J., Chang, C.-L., Huang, F.-M.; Cheng, L.-P.; Polymers 44(2), 413-422, 2003.

[16] Yeow, M.L.; Liu, Y.T.; Li, K.; Journal of Applied Polymer Science 92(3), 1782-1789, 2004.