p105. جداسازي مولكولي بر پايه ي غشاء هاي نانو كامپوزيتي گرافن اكسايد/ PVDF

Molecular separation based on nanocomposites of PVDF/GO membranes

پليمر ها در حوزه با ساخت غشا بدليل تنوع و كارايي بالا توجه زيادي را به خود جلب كرده اند. كه در اين ميان، پليمر پلي وينيلدين فلورايد (PVDF) به دليل دارا بودن خواص شيميايي، گرمايي و فيزيكي خوب در برابر عوامل خارجي توانسته بعنوان انتخاب خوب مطرح شود. از سويي ديگر گرافن بعنوان ماده دو بعدي كربني بدليل خواص الكتريكي و مكانيكي جالب بسيار مطرح شده است. در اين مطالعه ما قصد داريم از يك غشاي كامپوزيتي براي جدا سازي مولكولي و تصفيه ي آب استفاده كنيم. PVDF به تنهايي با وجود خواص منحصر به فردي كه دارد، به دليل داشتن خاصيت آب گريزي كه به دليل نبود گروه هاي قطبي روي سطح اين پليمر است باعث به وجود آمدن رسوب زايي و كاهش راندمان جداسازي ميشود. براي حل كردن اين مشكل از گرافن اكسايد (GO) كه يك ماده ي دو بعدي با هيبريد SP^2 و به ضخامت يه لايه ي كربن است استفاده شده است. گرافن اكسايد به دليل داشتن گروه هاي عاملي قطبي همچون هيدروكسيل، كربوكسيل، كربونيل و گروه اپكسي يك ماده ي آب دوست به شمار ميرود كه وقتي با PVDF در درصد هاي مختلف تركيب ميشود، باعث افزايش خاصيت آب دوستي و افزايش فلاكس (از 57 به 450 L/(hm^2 )) آن ميشود. در اين كار غشا كامپوزيتي گرافن اكسايد و پي وي دي اف (PVDF/GO) با روش تبديل فازي ساخته شده است. مشخصه يابي هاي انجام شده توسط ميكروسكوپ الكتروني (SEM)، پراش پرتو ايكس (XRD) جذب مادون قرمز (FTIR) توزيع يكنواخت گرافن اكسايد در PVDF، تاثير آن روي تخلخل و شيمي سطح و متعاقبا شار عبوري و تصفيه مولكولي را تاييد مي كنند.

Polymers are as common materials in membrane science and technology. One of these interesting polymers are polyvinylidene fluoride (PVDF) which have chemical stability, sufficient mechanical and thermal properties. However, PVDF membranes known as hydrophobic polymers, show very low water flux ( 60 l/m2h) and quick fouling. To sort these problems out, we have used GO flakes because of their hydrophilic oxygen functional groups and two-dimensional structure. The synthesized PVDF/GO composite membrane by means of phase inversion methods, indicate a considerable enhancement of water flux (~ 450 L/hm2) and hydrophilicity (changing the contact angle from 116°to 72° ) The results from SEM, XRD, and FTIR analyses present a good dispersion of GO into PVDF matrix. The electrostatic interactions between GO flakes and charged dye molecules in composite membrane leads to highly efficient molecular filtration.