مقايسه عملكرد غشاهاي نانوفيلتراسيون اصلاح شده با نانوذرات HQ-Fe3O4 و FeQ3 محتوي 8- هيدروكسي كينولين

The Comparison of Separation Performance of Nanofiltration Membranes by HQ-Fe3O4 an‎d Feq3 Nanoparticles Including 8-Hydroxyquinoline

در اين مطالعه، ابتدا از 8- هيدروكسي كينولين براي سنتز نانوذرات FeQ3 و اصلاح نانوذرات آهن اكسيد (Fe3O4) استفاده شد. سپس نانوذرات سنتزي FeQ3 و نانوذرات اصلاح شده آهن (HQ-Fe3O4) براي ساخت غشاهاي نانوفيلتراسيون مورد استفاده قرار گرفتند. بنابراين با استفاده از غلظت‌هاي مختلف نانوذرات به‌عنوان افزودني در پلي اتر- سولفون (PES)، غشاهاي نانوفيلتراسيون PES/FeQ3 و PES/HQ-Fe3O4 ساخته شدند. جهت ارزيابي پيوندهاي شيميايي تشكيل شده در نانوذرات سنتز شده FeQ3، نانوذرات اصلاح شده HQ-Fe3O4 و غشاها از آناليز FTIR استفاده شد. همچنين جهت ارزيابي مورفولوژي ساختار غشاهاي آماده شده از آناليزهاي SEM و AFM استفاده شد. سپس عملكرد جداسازي و فيلتراسيون غشاهاي ساخته شده، توسط شار آب خالص عبوري و جداسازي نمك‌هاي منيزيم سولفات ارزيابي شد. نتايج، بالاترين ميزان شار آب خالص غشاهاي تهيه شده PES/FeQ3 و PES/HQ-Fe3O4 را L/m2h 6/17 براي غشاي محتوي 5/0% وزني از نانوذرات نشان داد؛ درحالي‌كه شار آب خالص براي غشاي خالص پلي اتر سولفون (بدون نانوذره) حدود L/m2h 1/7 بود. همچنين، ميزان دفع منيزيم سولفات براي غشاي محتوي نانوذرات FeQ3 به حدود 86% در 5/0% وزني از نانوذرات افزايش يافت و براي غشاي PES/HQ-Fe3O4 به 91% در 5/0% وزني از نانوذرات اصلاح شده افزايش پيدا كرد درحالي‌كه ميزان آن براي غشاي خالص بدون نانوذره 55/58% بود. همچنين، ارزيابي شار نسبت به زمان نشان داد كه غشاهاي اصلاح شده نسبت به غشاي خالص داراي عملكرد جداسازي قابل توجهي هستند.

In this research, 8-hydroxyquinoline was applied to synthesize FeQ3 nanoparticles and modification of Fe3O4 nanoparticles. Afterwards, synthesized FeQ3 and modified iron nanoparticles (HQ-Fe3O4) were used to prepare nanofiltration membranes. Therefore, by incorporation of different concentrations of nanoparticle as an additive into the PES as membrane matrix, PES/FeQ3 and PES/HQ-Fe3O4 nanofiltration membranes were constructed. FTIR analysis was used to nanoparticle and membrane characterization. Moreover, membranes morphology was evaluated by SEM and AFM analysis. The separation performance of prepared membranes was examined by pure water flux, MgSO4 rejection. The results showed the highest pure water flux (17.6 L/m2h) for M4 in 0.5 wt.% nanoparticles for both types of membranes. While it was 7.1 L/m2h for the pure membrane. Furthermore, the MgSO4 rejection increased to 91% in 0.5 wt.% of HQ-Fe3O4 nanoparticles, and it was 86% in 0.5 wt.% of Fe/Q3 nanoparticles. Moreover, the fouling resistance of fabricated membranes enhanced by incorporation these nanoparticles.