جداسازي آب و فنل توسط فرآيند تراوش تبخيري با كاربرد غشاء سراميكي پوشش داده شده توسط رزين فنل فرم آلدهيد

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

با توجه به سمي بودن آلاينده فنل در محيط‌هاي آب روش‌هاي متعددي جهت جداسازي اين آلاينده از آب به كار رفته است. يكي از روش‌هاي مورد استفاده براي اين منظور فرآيند ‌‌‌‌غشايي تراوش تبخيري مي‌باشد. از آنجا كه غشاء كليدي‌ترين عامل در تعيين عملكرد فرآيندهاي ‌‌‌‌غشايي است، هدف اين پژوهش ساخت غشاء مركب پليمري/سراميكي و ارزيابي عملكرد آن در فرآيند تراوش تبخيري مي‌باشد. لذا به اين منظور ابتدا پايه سراميكي با هندسه لوله‌اي به روش قالب ريزي ژلي ساخته شد و سپس پايه سراميكي ساخته شده توسطي محلولي شامل رزين ‌نوالاك پوشش داده شد. در فرآيند ساخت پايه سراميكي مقدار بهينه عامل پراكنده ساز براي يك سوسپانسيون 50% وزني آلومينا، 34/0 گرم داروان به ازاي 100 گرم آلومينا تعيين شد. همچنين مقدار بهينه ي عامل ژل ساز و تأثير آن بر درصد تخلخل قطعه مورد بررسي قرار گرفت و به ازاي مقدار بهينه 8% وزني ژلاتين به ازاي آب نهايي استفاده شده، درصد تخلخل در حدود 51% به دست آمد. همچنين با توجه به اين كه جهت خشك كردن اوليه قطعات سراميكي از روش دسيكانت مايع كه شامل پلي اتيلن گلايكول (PEG) و اتانول يا آب بوده استفاده شد، آزمايش‌‌هايي جهت كنترل سرعت خشك كردن قطعات براي دستيابي به قطعه‌اي فاقد هر گونه عيب و نقص انجام گرديد. با توجه به اين كه PEG داراي گروه‌هاي عاملي آبدوست همچون گروه هيدروكسيلي مي‌باشد، در اين آزمايش‌‌ها تأثير عواملي همچون وزن مولكولي پلي اتيلن گلايكول و غلظت كه تعيين كننده مقدار و اثر حضور گروه‌هاي هيدروكسيلي است، بر سرعت خشك كردن مورد بررسي قرار گرفت. پس از انجام آزمايش‌‌ها، مقدار غلظت بهينه محلول دسيكانت شامل اتانول وPEG 4000، 1/.% به دست آمد. در مرحله بعد، براي اصلاح سطح پايه‌هاي ساخته شده با استفاده از روش پوشش دهي غوطه وري، تأثير عواملي همچون غلظت محلول پليمري، زمان غوطه وري در محلول و سرعت بالا كشيدن از آن مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد مقادير بهينه جهت ايجاد يك لايه يكنواخت و متراكم براي محلول 60% وزني نوالاك، زمان ماند 60 ثانيه و سرعت mm/min 5 بود. پس از ساخت غشاء بهينه شده، آزمون‌هاي مشخصه يابي ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميدان (FESEM)، طيف سنجي پراكندگي انرژي پرتو ايكس (EDS) و زاويه تماس (WCA) براي مشخصه يابي بيشتر غشاء انجام شد. نتايج آزمون FESEM ايجاد يك لايه متراكم بر روي پايه‌هاي سراميكي را تاييد ‌‌كرد. همچنين نتايج EDS و WCA با نشان دادن عناصر روي سطح و تغيير زاويه تماس از 22 تا 83 درجه، كيفيت مطلوب فرآيند لايه نشاني را نشان ‌‌داد. در نهايت آزمايش‌‌هاي جداسازي آب از فنل در فرآيند تراوش تبخيري جهت بررسي عملكرد غشاء انجام شد و تأثير غلظت و دماي خوراك مورد بررسي قرار گرفت. بر اساس نتايج حاصل، در كمترين مقدار غلظت (ppm1000) و بيشترين دما (C ֯ 75) غشاء داراي بيشترين ميزان شار و شاخص جداسازي آب به فنل ‌‌بود. در اين شرايط مقادير kg/m2.h 12، 89/29 و kg/m2.h 68/346 ‌‌به ترتيب براي شار عبوري، شاخص جداسازي آب و شاخص تراوش تبخيري به دست آمدند.

222403

فرآيندهاي جداسازي

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان