اثر افزودن نانوذرات زيركونيا بر ريزساختار و عملكرد فيلتراسيون نانوغشاي نايلون۶ به‌منظور حذف آرسنيك از منابع آب

با توجه به كمبود منابع آب و خشك‌سالي‌هاي پياپي، تأمين آب آشاميدني سالم يكي از ضرورت‌هاي جوامع امروز بشري است. آرسنيك عنصري سمّي است كه در مقدار بيش از حد مجاز در آب آشاميدني و با مصرف درازمدت آن، عارضه‌هاي جدي همچون سرطان بروز مي‌كند. در اين پژوهش، به بررسي حذف آرسنيك به كمك نانوغشاي تك‌فاز نايلون۶ و هيبريد نايلون۶/ زيركونيا پرداخته ‌شد. به كمك روش نوين الكتروريسي نانوغشاي تك‌فاز نايلون۶ و هيبريد نايلون۶/ زيركونيا سنتز شدند. به كمك ميكروسوپ الكتروني روبشي، طيف‌سنج افت انرژي پرتو ايكس و طيف‌سنج فروسرخ فوريه ريزساختار و حضور نانوذرات زيركونيا در غشا بررسي شد. همچنين خواص مكانيكي نانوغشاها نيز بررسي شد. مقدار پتانسيل زتا (ξ) به‌عنوان عامل مهم در جذب آرسنيك اندازه‌گيري شد. فرايند فيلتراسيون با فشار ثابت 8۲/0 بار و با غلظت اوليه آرسنيك برابر 0.05 ميلي‌گرم در ليتر انجام شد. مشخصه‌يابي نانوغشاي تك‌فاز نايلون۶ و نانوغشاي هيبريد نايلون 6/ زيركونيا نشان داد كه متوسط قطر الياف در دو نانوغشاي فوق به‌ترتيب برابر 15±163 و nm  38±180 است. همچنين حضور نانوذرات زيركونيا در نانوغشاي هيبريد به‌كمك نتايج طيف‌سنجي فروسرخ تأييد شد. پتانسيل زتا نانوذرات زيركونيا به‌عنوان عامل كليدي در ايجاد نيروي محركه براي جذب آرسنيك اندازه‌گيري شد. مقدار پتانسيل زتا برابر mV14- در محيط آب با pH خنثي محاسبه شد. نتايج آزمون تنش-كرنش نشان داد استحكام كشش نانوغشاي تك‌فاز نايلون۶ و نانوغشاي هيبريد نايلون 6/ زيركونيا به‌ترتيب برابر 9.6 و MPa 3.1 است. عملكرد فيلتراسيون هر دو غشا ارزيابي و مشخص شد كه ضريب بهره‌وري نانوغشاي تك‌فاز نايلون۶ برابر 25.01 درصد و نانوغشاي نايلون 6/ زيركونيا 31.61 درصد است. برازش مدل‌هاي انسداد روي نتايج آزمايشگاهي نشان داد كه مدل انسداد مياني مدل حاكم است. با توجه به ضريب بهره‌وري بهينه 31.61 درصد براي حذف آرسنيك و با توجه به يافته‌هاي اين پژوهش مشخص شد كه افزودن نانوذرات زيركونيا به ديواره‌هاي نانوالياف نايلون۶ مي‌تواند باعث تقويت فرايند فيلتراسيون براي حذف آرسنيك از منابع آب شود.