عنوان پایان‌نامه
سنتز غشای ترکیبی آب دوست/آب گریز به روش وارونگی فاز
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1514.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 65667
- تاریخ دفاع
- ۰۹ آذر ۱۳۹۳
- دانشجو
- رشاد شعاعی
- استاد راهنما
- سیدمحمدعلی موسویان
- چکیده
- در این پژوهش غشاءهای پلی وینیل فلوراید صفحه تخت اصلاح یافته توسط اختلاط PVDF با ماکرومولکول‌های اصلاح سطحی ساخته شدند. SMM توسط روش پلیمریزاسیون دو مرحله‌ای سنتز شد و سپس خصوصیات آن توسط آزمون‌های طیف سنجی مادون قرمز، کروماتوگرافی نفوذ ژل و زاویه تماس آب مورد بررسی قرار گرفت. روش وارونگی‌فاز به منظور تولید هر دو نوع غشاء اصلاح یافته و اصلاح نیافته استفاده شد. به منظور بهینه کردن سه پاسخ زاویه تماس سطحی، متوسط قطر حفرات و تخلخل کلی غشاء، از روش طراحی آزمایش باکس- بنکن با در نظر گرفتن سه متغیر ورودی غلظت پلیمر پایه PVDF، غلظت SMM و زمان تبخیر حلال استفاده شد. غشاءهای ساخته شده توسط آزمون‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنج پرتو ایکس با انرژی پراکنده و زاویه تماس آب مورد بررسی قرار گرفتند. یک غشاء بهینه در شرایط ساخت بهینه تعیین شده توسط طرح آزمایش (غلظت PVDF 12 درصد وزنی، غلظت SMM 75/1 درصد وزنی و زمان تبخیر حلال 46/0 دقیقه) ساخته شد و سپس به منظور شیرین‌سازی آب با روش‌های تقطیرغشایی تماس مستقیم و فاصله پر شده از هوا در غلظت‌ها و دماهای مختلف خوراک مورد آزمایش قرار گرفت. در نهایت غشاء بهینه اصلاح یافته و یک غشاء اصلاح نیافته تهیه شده در شرایط ساخت مشابه غشاء بهینه ولی بدون حضور SMM (غلظت PVDF 12 درصد وزنی و زمان تبخیر حلال 46/0 دقیقه) به منظور مقایسه عملکرد تقطیرغشایی (درصدجداسازی و شار محصول) مورد بررسی قرار گرفتند. مشخص شد که هم میزان درصد جداسازی و هم شار محصول در غشاء بهینه اصلاح یافته، بهبود یافته بودند.
- Abstract
- In this study modified Poly(vinylidene fluoride) (PVDF) flat sheet membranes were prepared by mixing the PVDF with hydrophobic Surface Modifying Macromolecules (SMM). The SMM was synthesized and characterized by Fourier Transform Infrared, Gel Permeation Chromatography and Water Contact angle. Phase inversion method in a single casting step was used to prepare both modified and unmodified PVDF membranes. Box-Behnken design (Experimental method) was used for membranes under different PVDF concentrations, SMM concentrations and solvent evaporation time variables to optimize water contact angle, overall porosity and mean pore size. The prepared membranes were characterized using Scanning Electron Microscopy and Energy Dispersive X-ray and Water Contact Angle. An optimal membrane was finally fabricated using the determined optimum preparation conditions: PVDF concentration of 12%, SMMs concentration of 1.75 % and solvent evaporation time of 0.46 min. The optimum membrane was tested for desalination by Direct Contact and Air Gap Membrane Distillation at different concentrations and temperatures of the feed for the permeate flux comparison. Finally, in order to compare the permeate flux and salt rejection of the optimum modified membrane with the unmodified membrane prepared at the same preparation conditions but without the SMM (with 12%wt of PVDF and solvent evaporation time of 0.46 min), both membranes were tested. It was found that permeation flux and salt rejection were significantly improved in the modified one.
