ساخت و ارزيابي عملكرد غشاي نانو كامپوزيتي استات سلولز/ نانوذرات اكسيد روي در فيلتراسيون هيوميك اسيد از آب هاي آلوده

با توجه به رشد سریع جمعیت جهانی، استفاده نامناسب از منابع آبی و همچنین آلودگی آبهای موجود، مشكل كمبود آب بیش از هر زمان دیگر احساس شده و بهبود فرایندهای تصفیه آب و همچنین استحصال آن از منابع غیر متعارف بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. در این بین، استفاده از فرایندهای غشایی با توجه به عدم نیاز به افزودن هرگونه ماده اضافی و حداقل مصرف انرژی، روز به روز در حال گسترش میباشد. با این همه، پدیده گرفتگی غشاها به عنوان مهمترین چالش در برابر توسعه فرایندهای غشایی به شمار میرود. یكی از روشهای موثر برای افزایش مقاومت غشاهای پلیمری در برابر گرفتگی، گنجاندن نانوذرات در شبكه غشا است. در این پژوهش، غشاهای نانوكامپوزیتی استات سلولز (CA) با استفاده از نانوذرات اكسید روی ( ZnO ( از روش جدایش فازی ساخته شده و عملكرد آنها مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از تركیب درصدهای وزنی صفر، 25 / 0 ، 5 / 0 و 75 / 0 از نانوذرات مورد استفاده قرار گرفت. از روشهای مختلفی شامل میكروسكوپ الكترونی روبشی گسیل میدانی ( FE-SEM (، زاویه تماس ،انداره گیری مقاومت كششی به منظور تعیین مشخصات ساختاری غشاهای ساخته شده استفاده گردید. نتایج نشان داد كه غشای نانو كامپوزیتی حاوی 5 / 0 درصد وزنی از نانو ذرات ZnO ، زاویه تماس كمتر و مقاومت مكانیكی بیشتری را نسبت به سایر نمونهها از خود نشان داد در كنار آنالیزهای ساختاری غشاها، عملكرد و گرفتگی غشاها طی فیلتراسیون محلول هیومیك اسید به عنوان یكی از مهمترین الاینده های منابع آبی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از مطالعه گرفتگی غشاها نشان دهنده عملكرد مطلوب غشاهای ساخته شده در حضور نانو ذرات اكسید روی در زمینه افزایش مقاومت غشاها در برابر گرفتگی بود. در این پژوهش سعی بر آن خواهد شد تا با استفاده از ساختارهای نانوكامپوزیتی و نانو ذرات ZnO ، خواص ضد گرفتگی غشای استات سلولز ) CA ( در فیلتراسیون هیومیك اسید از آبهای آلوده، بهبود یابد.

Duo to the rapid growth of world population, abuse of water resources, and water pollution, water shortage problem becomes more and more serious, therefore improvement of water treatment processes was considered. Membranes are favored over many other technologies for water treatment because, in principle, they require no chemical additives or thermal inputs and they do not require regeneration of spent media. However, the fouling of membranes is a main obstacle to the wide spread use of membrane technology. Incorporation of hydrophilic nanoparticles into polymeric membranes matrix is a useful method to increase the membrane fouling resistance. In this work, cellulose acetate (CA) nanocomposite membranes were prepared by zinc oxide (ZnO) nanoparticle via non-solvent induced phase separation method. The performance of fabricated membranes were investigated. Cellulose acetate were synthesized containing 0.25, 0.5, and 0.75 wt.% of nanoparticles. A set of characterization tests including FE-SEM, contact angle and mechanical strength were carried out to evaluate the structure as well as fabricated membranes. The results revealed that the nanocomposite membrane with content of 0.5 wt.% of ZnO show lower and higher water contact angle and tensile strength with respect to other samples, respectively. Furthermore, the performance and fouling of membranes were studied during filtration of humic acid solution as one of the most important contaminants of water resource. The obtained results from the fouling study indicated an excellent performance in mitigating fouling for fabricated membrane in the presence of nanoparticles.