بررسي اثر تخلخل سطح الياف پلي استايرن / نانوذره تهيه شده به روش الكتروريسي بر ميزان جذب يون نيكل

كارشناسي ارشد

همه روزه مقادير زيادي پسآب خطرناك صنعتي كه حاوي موادي سمّي مانند فلزات سنگين هستند، در طبيعت رها مي شوند كه براي كاهش اثر مخربشان نياز به جداسازي اين مواد از آنها است. در اين پژوهش يك غشاء اليافي متخلخل تبادل كاتيوني به وسيله سولفونه كردن الياف پلي استايرني ريسيده شده به روش الكترو‌ريسي به منظور جذب يون فلز سنگين نيكل از آب تهيه شد. به منظور افزايش كارايي غشاء و افزايش سطح ويژه آن، با تغيير در شرايط محيطي ريسندگي (دما در محدوده 25 - 35°C و رطوبت در محدوده %70 - 30) و افزودن مقادير مختلف نانو سيليكا به محلول پليمري مورد نياز ريسندگي (0 - 4%وزني) الياف متخلخل تهيه شد. به منظور تعيين بيشترين سطح ويژه طراحي آزمايش آماري به روش پاسخ سطح (Response Surface Method) انجام شد. عكسهاي SEM گرفته شده از سطح الياف به خوبي ايجاد نانو تخلخل ها روي سطح الياف را تأئيد كرد. نتايج حاصل از آزمون BET الياف ريسيده شده در شرايط طراحي آزمايش و پردازش اين نتايج با نرم افرار Design Expert، بيشترين سطح ويژه الياف را در دماي °C30، رطوبت نسبي 65% و ميزان نانو سيليكا 2.3%w با سطح ويژه اي برابر 48.15 m2/gr را نشان داد. با قرار گيري الياف داراي بيشترين سطح تماس در معرض اسيد سولفوريك 97%، الياف متخلخل پلي استايرني سولفونه شده حاصل شد كه نتايج حاصل از آزمون FTIR اين موضوع را تأئيد كرد. به منظور بررسي كارايي غشاء اليافي متخلخل تبادل كاتيوني در جذب يون فلزي نيكل از محلول آبي، طراحي آزمايشي به روش پاسخ سطح با استفاده از متغيرهاي ميزان جاذب (A) (در محدوده 0.005 -0.025gr)، غلظت جذب شونده (C) (در محدوده 100 -300ppm)، pH (در محدوده 11-3) و زمان تماس (T) (در محدوده 30 – 90min)، صورت گرفت. نتايج حاصل از آزمون طيف سنجي جذب اتمي روي نمونه هاي جذب شده در شرايط طراحي آزمايش و پردازش اين نتايج با نرم افرار Design Expert نشان داد كه يكي از حالات بيشينه جذب در A=0.015gr، C=100ppm، pH=7 و T=60min به ميزان 99.9 درصد اتفاق مي افتد. به منظور مقايسه عملكرد غشاء اليافي متخلخل تبادل كاتيوني (E-PM) با غشاء اليافي تبادل كاتيوني عاري از تخلخل و نانو سيليكا (عمليات ريسندگي در دما و رطوبت اتاق) (E-M)، ظرفيت تبادل يوني و ميزان جذب بررسي شد. ظرفيت تبادل يون و ميزان جذب در شرايط A=0.015gr، C=200ppm، pH=7 و T=60min براي E-PM به ترتيب برابر 3.9 meq/gr و 99.5% و براي E-M به ترتيب برابر 3.5 meq/gr و 90% محاسبه شد.

190112

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي پليمر

دكتر محمدرضا مقبلي