بررسی اثر زیرلایه حمایت کننده بر عملکرد تراوش تبخیری غشاهای شبکه مرکب حمایت شده برای جداسازی آب و ایزوپروپانول

در این مطالعه غشاهای شبکه مرکب حمایت شده با پلی­ اترسولفون و پلی­ اتر سولفون سولفونه شده برای جداسازی آب از مخلوط آبی ایزوپروپانول تهیه شده­ اند. غشاهای ساخته شده شامل یک زیرلایه متخلخل از جنس پلی­ اتر­سولفون و یک لایه­ نازک کامپوزیتی از پلی وینیل ­الکل و نانولوله ­های تیتانیومی می باشند. در واقع، به منظور ساخت لایه­ بالایی انتخاب گر این غشاها، نانولوله­ های تیتانیومی سنتز شده به روش هیدروترمال در پلی­ وینیل ­الکل توزیع شده­ اند. همچنین برای بررسی تاثیر زیرلایه بر عملکرد جداسازی غشاها و مقاومت­ های انتقال جرم، سولفوناسیون پلی اترسولفون انجام گرفته است. سپس عملکرد جداسازی غشاهای تهیه شده در تراوش تبخیری خوراک آبی شامل ۹۰ درصد وزنی ایزوپروپانول در دمای °C ۵۰  ارزیابی شده است. نتیجه ها دلالت داشته ­اند که ضخامت زیرلایه و ویژگی های شیمیایی آن تاثیر به سزایی بر نتیجه های جداسازی داشته است. در واقع کاهش اختلاف آب دوستی بین زیرلایه و لایه­ بالایی غشاها، موجب تشکیل لایه مرزی مشترک بدون نقص و ایده­آل بین دو قسمت تشکیل­ دهنده غشاها شده است. همچنین وجود گروه های سولفونه در لایه­ مرزی مشترک، تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین گروه های هیدروکسیل لایه­ بالایی و گروه های سولفونه­ لایه حمایت ­کننده و  بهبود سازگاری بین لایه­ های غشاها باعث چسبندگی بیش تر این لایه­ ها شده است. در نتیجه،  انتقال جرم گزینشی آب در عرض غشاهای پلی­ وینی­ الکل شده است. همچنین نتیجه های به دست آمده نشان داده است که زیرلایه حمایت کننده علاوه بر تامین استحکام فیزیکی غشاها، به عنوان یک مقاومت انتقال جرم نیز بر جداسازی آب و الکل اعمال نموده است. نتیجه های مشاهده شده نشان داده است که غشاها شامل ۴ درصد وزنی نانولوله که توسط زیرلایه پلی اترسولفون سولفونه شده تهیه شده اند مشخصه جداسازی ۴۸۲۸ و شار kg/m۲h  ۲۹/۰ را در جداسازی آب از مخلوط ۹۰ درصد وزنی ایزوپروپانول نشان داده اند.

کلیدواژه ها:

تراوش تبخیری ، غشاهای شبکه مرکب ، لایه حمایت کننده ، پلی اترسولفون ، سولفوناسیون ، نانولوله های تیتانیوم