تهيه غشاهاي ضد گرفتگي نانو فيلتراسيون پلي‌ اترسولفون عامل دار شده توسط نانو ذرات فومارات فروكسان جهت حذف رنگزاها از محيط‌هاي آبي

Fabrication of Antifouling Nanofiltration Polyethersulfone Membranes Functionalized with the Fumarate Ferroxane Nanoparticles for Dyes Removal from Aqueous Media

حضور انواع رنگ‌زا در محيط آبي مي­تواند سبب ايجاد آلودگي خاك/آب، مشكلات براي سلامتي انسان و رفتار غيرعادي رشد گياهي شود. در مطالعه حاضر، غشاهاي نانوفيلتراسيون پلي ­اترسولفون عامل دار شده توسط نانوذرات فومارات فروكسان تهيه شدند. نانوذرات فومارات فروكسان به­ وسيلِه آناليزهاي SEM و FTIR شناسايي شدند. تأثير نانوذرات بر عملكرد و ويژگي‌هاي غشاها به لحاظ اندازه حفره غشا، تخلخل، آب‌دوستي و جداسازي محلول پودر شير خشك توسط غشاها تعيين شد. آب‌دوستي غشاها توسط مطالعه شار آب خالص عبوري و زاويه تماس آب تعيين شد. در غشاي حاوي wt.% 5/0 نانوذرات فومارات فروكسان آب­دوستي به طرز قابل‌توجهي افزايش يافت. نتايج حاصل از اندازه ­گيري شار آب خالص عبوري از غشاهاي تهيه شده نشان داد كه پس عامل دار كردن غشاي نانوفيلتراسيون پلي اترسولفون به ­وسيله نانوذرات فومارات فروكسان نفوذپذيري اين غشا بيش از سه برابر افزايش يافت. نسبت بازيابي شار بيشينه و نسبت گرفتگي برگشت ­ناپذير كمينه توسط غشاي M0.5 و به­ ترتيب 95/20 و 4/8% به­ دست آمدند. هم­چنين، بيشينه بازدهي حذف تك آلاينده‌هاي رنگ‌زا Direct red 16 (99%) و Methylene blue (98%) به ­وسيله غشاي M0.5 حاصل شد. نتايج حاصل از مطالعات انجام‌ شده ثابت كرد كه غشاي ضدگرفتگي عامل­دار شده توسط نانو ذرات فومارات فروكسان مي‌تواند به­ طرز مؤثري به­ منظور حذف رنگ‌زا مورد استفاده قرار بگيرد.

The presence of dyes in the aquatic environment can cause soil/water pollution, problems for human health, and abnormal plant growth behavior. In the present study, functionalized polyethersulfone nanofiltration membranes were prepared by ferroxane fumarate nanoparticles. Ferroxane fumarate nanoparticles were characterized by SEM and FTIR analyzes. The effect of nanoparticles on the performance and properties of membranes was determined in terms of membrane pore size, porosity, hydrophilicity, and separation of milk powder solution by membranes. The hydrophilicity of the membranes was determined by studying the pure water flux and the contact angle of the water. Hydrophilicity increased significantly in membranes containing 0.5% wt. of ferrooxane fumarate nanoparticles. The results of measuring the pure water flux passing through the prepared membranes showed that after functionalization of the polysulfone nanofiltration membrane by ferroxane fumarate nanoparticles, the permeability of this membrane increased more than three times. The maximum flux recovery ratio and the minimum irreversible permeability decay rate obtained by the M0.5 membrane were 95.20 and 4.8%, respectively. Moreover, M0.5 showed the highest rejection for dyes of direct red 16 (99%) and methylene blue (98%). The related results proved that an antifouling fumarate ferroxane functionalized membrane can be efficiently applied for the removal of dyes.