عنوان :
ساخت غشاي الياف توخالي اولترافيلتراسيون پلي اتر سولفون وبهبود خواص آن با استفاده از نانو ذرات
نويسنده اصلي :
عبدالحميد صلاحي
مقطع تحصيلي :
دكترا
چكيده :
چكيده در اين پژوهش، هدف ساخت غشاي الياف توخالي اولترافيلتراسيون پلي¬اترسولفون و اصلاح خواص آن با استفاده از نانو ذرات به منظور تصفيه پسابهاي نفتي بوده است. به منظور ساخت غشاها از دستگاه ريسندگي الياف توخالي با روش جدايي فاز استفاده شده است. تركيب‌هاي متنوعي از مخلوط چندين ماده شامل، پلي¬اترسولفون (PES) با جرم مولكولي gr/mole 50000 به عنوان پليمر، پلي¬اتيلن¬گليكول (PEG) (gr/mole 6000 و 1500 و 400 و 200)، پلي¬وينيل¬پيروليدون (PVP)، Tween-20 ، پروپونيك اسيد (PA) و نانوذرات (TiO2، اكسيد گرافن و اروسيل 200) به عنوان افزودني‌ و دي¬متيل-سولفكسيد (DMSO) و 1-متيل-2-پيروليدون (NMP) به عنوان حلال تهيه و با هدف شكل‌گيري غشاي الياف توخالي در حمام انعقاد حاوي آب مقطر فرو برده شدند. غشاهاي ساخته شده بعد از حمام انعقاد وارد حمام شستشو شدند تا حلال موجود در آنها بطور كامل خارج گردد و در نهايت توسط بوبين پيچ جمع آوري شدند. غشاهاي ساخته شده با استفاده از روش¬هاي ارزيابي SEM، آبدوستي، فلاكس¬تراوشي، پس¬دهي و گرفتگي مورد بررسي قرار گرفتند. لازم به ذكر مي¬باشد مراحل طراحي، ساخت، نصب و راه-اندازي دستگاه ريسندگي غشا الياف توخالي در حين اين پژوهش انجام گرفت و دستگاه ريسندگي غشا مجهز به راكتور آماده¬سازي دوپ ريسندگي، مخزن سيال مياني الياف توخالي ، اسپينرت ، حمام انعقاد، حمام شستشو، بوبين¬پيچ، اداوت كنترلي و ابزار دقيق و ... مي¬باشد. در اين پژوهش، تأثير پارامترهاي مختلف در ساخت غشا از جمله دماي حمام انعقاد، غلظت PES، ميزان فاصله اسپينرت تا سطح مايع حمام انعقاد ، تركيب درصد محلول پليمر، سرعت كشش و همچنين تاثير افزودني¬هاي مختلف از جمله تركيب درصد و جرم مولكولي PEG، تركيب درصد PVP، PA و نانوذرات بر ساختار و عملكرد غشاها شامل ميزان شار و پس‌دهي نسبت به كل تركيبات آلي (TOC) در پسابهاي نفتي بر روي غشاها حاصله مورد بحث و بررسي قرار گرفت. نتايج نشان دادند به طور كلي با افزايش غلظت PEG، كاهش غلظت PES، افزايش تركيب درصد PVP در محلول پليمر (دوپ) و نيز افزايش دماي حمام انعقاد، فلاكس تراوشي افزايش و پس¬دهي كاهش مي¬يابد و ساختار متخلخل و ايجاد حفرات درشت در بدنه آنها تسهيل مي¬گردد. از سوي ديگر با افزايش غلظت PA در دوپ ريسندگي غشا، فلاكس¬تراوشي كاهش و پس¬دهي¬ افزايش مي¬يابد. افزايش تركيب درصد نانوذرات مانند اكسيدگرافن بدليل داشتن گروه¬هاي عاملي (هيدروكسيل، كربونيل و كربوكسيليك) در محلول پليمري، موجب افزايش ميزان فلاكس تراوشي، آب¬دوستي و پس¬¬دهي و در نتيجه، كاهش ميزان گرفتگي مي¬شود. همچنين افزودن ديگر نانوذرات مانند TiO2 و اروسيل 200، موجب افزايش فلاكس تراوشي، آب¬دوستي و پس¬¬دهي مي¬گردد. همچنين مشاهده شد كه استفاده از تركيب PES/GO/PA/PEG/NMP و غوطه وري الياف توخالي نوريس خروجي از اسپينرت، به ايجاد غشاهايي منجر مي¬شود كه ضمن دارا بودن خواص غربال گري بهينه و فلاكس¬تراوشي مناسب، از پايداري مكانيكي و شيميايي بيشتري در مقايسه با غشاهاي رايج PES مورد استفاده در تصفيه پساب هاي نفتي برخوردار مي¬باشند. نتايج حاصله نشان دادند با افزايش سرعت كشش (دور بوبين پيچ) و فاصله اسپينرت تا سطح مايع حمام انعقاد، غشاهايي با ضخامت و قطر كمتر توليد مي¬شوند. كه به دليل كاهش ميزان تخلخل و اندازه حفرات فلاكس¬تراوشي كمتر و پس¬دهي بيشتري دارند. علاوه بر اين، در يك پژوهش مقايسه¬اي، نتايج حاصل از بررسي¬هاي تجربي تصفيه پساب نفتي و روغني پالايشگاه تهران با استفاده از غشاهاي ساخته شده و تجاري ارائه شده است. براي انجام آزمايشات از غشاهاي تجاري پلي¬سولفون (PS) kDa 30 و پلي¬اكريلونيتريل (PAN) 20 و kDa 100 به عنوان غشا اولترافيلتراسيون و نمونه هايي از پساب خروجي از واحد API پالايشگاه تهران به عنوان خوراك استفاده شده است. آناليز پساب¬هاي تصفيه شده با استفاده از غشاهاي الياف توخالي ساخته شده كه به عنوان غشاي اولترافيلتراسيون عمل مي¬كنند به ترتيب 7/99%، 7/82%، 0/71%، 0/100% و 4/99%، كاهش در گريس و مواد نفتي ، TOC، COD، TSS و كدورت را نشان مي دهد. مقايسه نتايج بدست آمده با استفاده از غشاهاي ساخته شده حاكي از برتري اين غشاها نسبت به غشاهاي متداول تجاري از نظر كيفيت آب خروجي مي¬باشد. همچنين ميزان فلاكس تراوشي و گرفتگي به ترتيب L/m2h 115.3 و 48.1% مي-باشد و آب خروجي از نظر كيفيت استاندارهاي لازم جهت تخليه به محيط زيست را دارد. واژه‌هاي كليدي: غشاهاي الياف توخالي، پلي¬اتر¬سولفون، افزودني¬ها، كاهش گرفتگي، پس دهي، نانوذرات، اولترافيلتراسيون، تصفيه پساب نفتي، محيط زيست.
شماره ركورد :
100539
دانشگاه :
دانشگاه علم و صنعت ايران
استاد مشاور :
دكترمحمود همتي
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
استاد راهنما :
دكترتورج محمدي -دكتر رضا بهبهاني
نسخه ديجيتال :
دارد
آدرس اينترنتي :
لينک به اين مدرک :

بازگشت