بهبود جذب یون های روی و کادمیوم با استفاده از نانوکامپوزیت پلی پیرول/پلی اتیل ایمین در فرآیند نانوفیلتراسیون

آلودگی منابع آبی به فلزات سنگین به ویژه یون های روی (Zn²⁺) و کادمیوم (Cd²⁺) به دلیل سمیت بالا و پایداری زیست محیطی، به یکی از چالش های جدی در حوزه تصفیه فاضلاب های صنعتی تبدیل شده است. در این پژوهش، به منظور بهبود کارایی فرآیند نانوفیلتراسیون در حذف یون های فلزی، یک نانوکامپوزیت نوین بر پایه پلی پیرول (PPy) و پلی اتیل ایمین (PEI) سنتز و به عنوان ماده اصلاح کننده غشای نانوفیلتراسیون مورد استفاده قرار گرفت. حضور PEI با دارا بودن گروه های آمینی فعال، منجر به افزایش بار سطحی مثبت، بهبود آب دوستی و تقویت برهم کنش های الکترواستاتیکی و کلاته کنندگی با یون های Zn²⁺ و Cd²⁺ شد. ساختار و ویژگی های نانوکامپوزیت سنتزشده با استفاده از آزمون های FTIR، SEM و اندازه گیری پتانسیل زتا مورد بررسی قرار گرفت. عملکرد غشای اصلاح شده از نظر شار عبوری، درصد حذف یون های فلزی، و پایداری عملکرد در شرایط عملیاتی مختلف شامل تغییر pH و غلظت اولیه یون ها ارزیابی شد. نتایج نشان داد که غشای PPy/PEI در مقایسه با غشای اصلاح نشده، افزایش قابل توجهی در راندمان حذف یون های روی و کادمیوم از خود نشان می دهد که این بهبود به طور مستقیم به افزایش تعداد سایت های فعال جذب و تقویت مکانیسم دفع دونان نسبت داده می شود. همچنین، تطابق داده های تجربی با مدل های ایزوترم جذب، رفتار جذب مطلوب نانوکامپوزیت را تایید کرد. یافته های این تحقیق نشان می دهد که نانوکامپوزیت PPy/PEI یک گزینه کارآمد، پایدار و زیست محیطی پسند برای ارتقای عملکرد غشاهای نانوفیلتراسیون در تصفیه فاضلاب های حاوی فلزات سنگین محسوب می شود و می تواند به عنوان یک رویکرد امیدبخش در کاربردهای صنعتی مورد توجه قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

نانوکامپوزیت پلی پیرول/پلی اتیل ایمین ، غشای نانوفیلتراسیون ، حذف یون های روی و کادمیوم ، جذب فلزات سنگین ، اصلاح بار سطحی