عنوان پایان‌نامه
بررسی حذف کبالت-۶۰ از پسمان های هسته ای با پرتوزایی پایین با استفاده از غشاهای پلیمری آمیخته حاوی نانولوله های کربنی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64812
- تاریخ دفاع
- ۰۸ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- علیرضا نوری
- استاد راهنما
- محمد علی آرون
- چکیده
- هدف از انجام این پژوهش بررسی قابلیت جداسازی غشاهای پلیمری حاوی نانولوله¬های¬کربنی عامل دار شده برای حذف کبالت از پسمان¬های پرتوزا است. مراحل انجام این پروژه شامل عامل¬دار کردن نانولوله¬های¬کربنی، تهیه غشاهای پلیمری خالص و غشاهای آمیخته به نانولوله¬های¬کربنی عامل¬دار شده است. به منظور بررسی خواص فیزیکی نانولوله¬های¬کربنی مورد استفاده در غشاهای تهیه شده از آنالیزهای وزن¬سنجی حرارتی، تبدیل فوریه مادون قرمز و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی استفاده شد. برای تهیه نمونه¬های غشایی از پلی¬اتر سولفون به¬عنوان پلیمر بستر و ان متیل پیرولیدن به عنوان حلال استفاده شد. ساخت غشا با استفاده از روش وارونگی فازی انجام شد. تاثیر نانولوله¬های¬کربنی چند دیواره عامل¬دار شده با اسید نیتریک به¬عنوان عامل اکسنده و اصلاح شده با ماده آمینو پروپیل تری متوکسی سیلان بر میزان حذف کبالت به روش نانوفیلتراسیون بررسی شد. درصدهای مختلف پلیمر و نیز درصدهای متفاوت نانولوله¬های¬کربنی تصفیه و عامل¬دار شده با قطرهای متفاوت مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت غشای حاوی 22درصد پلی¬اترسولفون، 6/0درصد نانولوله¬کربنی اکسید شده و با قطر خارجی بین 10 تا 20 نانومتر برای بررسی شرایط عملیاتی مختلف انتخاب شد. در ادامه تاثیر عوامل مختلف نظیر فشار، دبی، غلظت کبالت، حضور آنیون بورات در پسمان، pH و زمان بر میزان حذف کبالت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان می¬دهد در فشار 25 بار، دبی خوراک 40 لیتر بر ساعت و با حداقل میزان یون بورات موجود در محلول اولیه، غشا با میزان تراوایی حدود 3 لیتر بر مترمربع بر ساعت و میزان زدایش نزدیک 85 درصد دارای بهترین عملکرد می¬باشد.
- Abstract
- In this research, separation performance of the nanofiltrarion mixed matrix membranes (MMMs), containing surface treated multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) in cobalt removal from industrial wastewaters was studied. Neat and mixed matrix membranes were fabricated by phase separation method (immersion precipitation). MWCNTs were purified by nitric acid and functionalized by aminopropyltrimethoxysilane before addition to dope. Membrane samples and MWCNTs were characterized by TG, FT-IR, and FESEM experiments. Separation properties of membranes were analyzed by permeation test (nanofiltration setup). Permeation test results showed that membrane containing 22 wt. % polyethersulfone (PES) and 0.6 wt. % (solid base) purified MWCNTs (outer diameter 10-20 nanometers) has the best performance in cobalt separation. Hence, this membrane was selected for further investigations containing, feed pressure, pH, flow rate, cobalt concentration and presence of Borate ions in the feed solution. Nanofiltration permeation test results showed that the best separation performance of the fabricated membranes, is achieved when feed pressure, feed flow rate and borate concentration were fixed at 25 bar, 40 L/h and 0 wt. % respectively. Under these conditions membrane flux and cobalt rejection percent were 3 L/m2.h and 85% respectively. Key Words: Nanofiltration, Mixed Matrix Polymeric Membrane, Functionalized Carbon Nanotube, Cobalt
