تحلیل و مطالعه ای بر بهینه سازی ساخت غشاهای نانو فیلتراسیون پلی اتر سولفون (PES)پلی وینیل پیرولیدون (PVP)

پلی اتر سولفون (Polyethersulfone) که با نام PES یا PESU نیز شناخته میشود از خانواده رزین های ترموپلاستیک می باشند که مقاومت بسیار بالائی در مقابل حرارت دارند و مشخصا برای ساخت غشاء های (tailor-made) به کار می روند. پلی اتر سولفون (PES یا PESU) یک کلاس نسبتا جدید از پلیمر است و از سال ۱۹۷۲ که برای اولین بار توسط ICI معرفی شد شناخته شده است. پلی سولفون ها از خانواده پلیمرهای ترموپلاستیک می باشند که این نوع از پلیمرها به علت پایداری بالا و چقرمگی در دمای بالا، شهرت خاصی دارند. پلی سولفون های فنی که بیشتر از سایر استفاده می شوند، معمولا حاوی مقادیر جزئی آریل SO۲ آریل هستند. به دلیل هزینه بالای تولید مواد اولیه و فرآوری، در کاربردهای خاصی از پلی سولفون ها استفاده می شود و اغلب جایگزینی ایده آل و مناسب برای پلی کربنات ها می باشند. این ترموپلاستیک مهندسی با دمای بالا، شفافیت و مقاومت خوبی در برابر شعله دارد و یکی از کم ترین مواد منتشر کننده دود موجود است. پلی وینیل پیرولیدون (PVP) که معمولا پلی ویدون یا پوویدون نیز نامیده می شود، یک پلیمر محلول در آب است که از مونومر N-vinylpyrrolidone ساخته شده است. آلودگی آرسنیک یک نگرانی عمده برای سلامت عمومی است و با سمیت آن به محیط زیست آسیب می رساند. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض غلظت بالای آرسنیک برای سلامت انسان و همچنین تنوع زیستی محیطی مضر است. هدف از این مطالعه، ساخت و بررسی امکان غشای جاذب نانوکامپوزیتی پلی اتر سولفون-گرافن اکسید-پلی وینیل پیرولیدون (PES-GO-PVP) و استفاده از آن برای افزایش حذف آرسنیک از فاضلاب است. غشای نانوکامپوزیت در این مطالعه از طریق روش جداسازی فاز القایی بدون حلال (NIPS) با افزودن پلی وینیل پیرولیدون (PVP) به عنوان عامل تشکیل دهنده منافذ ساخته شد. بر اساس نتایج مشخصه یابی GO از طریق طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف سنجی رامان، وجود مقادیر بالایی از گروه های عاملی مبتنی بر اکسیژن با درجه اکسیداسیون بالا مشاهده شد که نشان می دهد GO به خوبی سنتز شده است. خصوصیات غشا نشان داد که افزودن GO و PVP می تواند بر آب دوستی غشا و پایداری مکانیکی تاثیر بگذارد. سپس سه پارامتر جذب (غلظت اولیه آرسنیک، pH و زمان تماس) با استفاده از یک طرح مرکب مرکزی روی صورت (FCCCD) بهینه شدند. راندمان حذف آرسنیک ۶/۸۸ درصد با غلظت اولیه آرسنیک ۵۵ میلی گرم در لیتر، در pH ۸ و زمان تماس ۷۵ دقیقه بین غشاء PES-GO-PVP و یون آرسنیک به دست آمد. مدل ایزوترم لانگمویر داده های تعادل را برازش می دهد و مکانیسم جذب تک لایه روی سطح غشاء را توصیف می کند. بنابراین، نتایج به دست آمده در این مطالعه، مناسب بودن و پتانسیل امیدوارکننده غشای نانوکامپوزیت برای حذف موثر آرسنیک از طریق جذب را اثبات می کند.

کلیدواژه ها:

غشاء مبتنی بر اکسید گرافن ، خصوصیات ، جذب ، بهینه سازی ، ایزوترم جذب.