نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی

2 دانشکده فنی و مهندسی کاسپین ، دانشکده فنی و مهندسی ، دانشگاه تهران، صندوق پستی 119-43841، گیلان، ایران

10.24200/nst.2021.860.1581

چکیده

در کار تحقیقاتی حاضر غشاهای مسطح حاوی پلی اترسولفون خالص و غشاهای آمیخته‌ی حاوی پلی اترسولفون و نانوذراتی چون دی‌اکسد تیتانیم(TiO2) و نانولوله‌های کربنی عامل‌دار شده(fMWCNTs) با استفاده از روش وارونگی فازی تهیه و رفتار پس‌زنی یون بور و میزان شار ترآویده آنها با استفاده از فرآیند نانوفیلتراسیون مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت. خواص آبدوستی غشاهای سنتز شده و ساختار آنها بترتیب با اندازه‌گیری زاویه تماس و روش میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد ارزیابی قرار گرفت. پارامترهای عملیاتی چون مقدار درصد وزنی پلی‌اتر-سولفون، pH محیط، زمان، فشار، غلظت اسیدبوریک برای بهینه‌سازی میزان درصد پس زنی بور و شار ترآویده بر روی غشا پلی‌اتر‌سولفون خالص بررسی و در نهایت عملکرد غشاهای آمیخته حاوی درصدهای مختلف این نانودرات در این شرایط بهینه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که در شرایط بهینه‌؛ فشار 12 بار، 20 درصد وزنی پلی اتر سولفون، غلظت اسید بوریک ppm 20، زمان 30 دقیقه و pH برابر 12 تمامی غشاهای آمیخته دارای میزان پس زنی و شار ترآویده‌ی بالاتری نسبت به پلی‌اتر‌سولفون خالص بوده و از میان آنها نیز غشای آمیخته‌ی حاوی 7/0 درصد وزنیfMWCNTs با میزان پس زنی %79/95، بالاترین میزان پس‌زنی یون بور را دارا می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of comparative behavior of boron ion rejection from aqueous solution using mixed matrix membranes in nanofiltration process

نویسندگان [English]

  • Reza Khakpor 2
  • Mohammad Ali Aroon 2
  • Homan Alipoor 2

2 Caspian Faculty of Engineering, College of Engineering, University of Tehran,P.O. Box 43841-119,Guilan, Iran

چکیده [English]

In this study, flat membranes containing neat polyethersulfone and the mixed matrix membranes containing polyethersulfone and nanoparticles such as titanium dioxide(TiO2) and functionalized multiwalled carbonnanotubes(fMWCNTs) were fabricated by wet phase inversion. And the boron ions rejection and permeate flux behavior of these prepared membranes were evaluated and compared using nanofiltration process. The hydrophilic properties of the prepared membranes and their structure were evaluated by measuring the contact angle and the scanning electron microscopy method, respectively. To optimize the amount of boron ion rejection percentage and permeat flux on the neat polyethersulfone membrane, the operational parameters such as the weight percentage of polyethersulfone, pH, time, pressure and boric acid concentration were investigated. Finally, the performance of mixed matrix membranes containing different percentage of nanoparticles was evaluated under these optimal conditions. The results showed that at optimal conditions (pressure=12 bar, polyethersulfone=20% (W/W), concentration of boric acid=20 ppm, time= 30 minutes and pH=12) all the prepared mixed matrix membranes have higher boron ion rejection percentage and permeat flux than the neat polyethersulfone. Among them, the mixed matrix membrane containing fMWCNTs (0.7%wt) has the highest boron ion rejection percentage (95/79%).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Boric acid
  • Nanofiltration
  • Mixed matrix membrane
  • Dioxide titanium
  • Functionalized multiwalled carbon nanotubes