نام پژوهشگر: نیما ارست

ساخت غشاء نامتقارن نانوفیلتراسیون بر پایه اکریلو نیتریل بوتادین استایرن (abs)/ پلی وینیل پیرولیدون (pvp) و بهینه سازی فرآیند به روش رویه های پاسخ
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه رازی - دانشکده فنی و مهندسی 1389
  نیما ارست   سید سیاوش مداینی

بکارگیری غشاءهای پلیمری در فرآیندهای نانوفیلتراسیون یکی از پرکاربردترین و با صرفه ترین زمینه های فناوری نانو در امر جداسازی ریز ذرات و همچنین در تصفیه آب و پساب می باشد. هدف اصلی در این پژوهش ساخت غشاء پلیمری نانوفیلتراسیون بر پایه کوپلیمر اکریلو نیتریل بوتادین استایرن (abs) به روش مرسوم تغییر فاز مرطوب می باشد. اهمیت و اثر گذاری پارامترهای تاثیرگذاری همچون غلظت پلیمر پایه، غلظت پلیمر افزودنی و زمان ماند در حین ساخت نانو غشاءها مورد توجه قرار گرفت و بنابراین میزان تاثیر این فاکتورها به عنوان پارامترهای مستقل بر ساختار و عملکرد غشاءها به عنوان پارامتر وابسته هم بر اساس داده های آزمایشگاهی و هم بر اساس روش های آماری مورد ارزیابی قرارگرفته است. از آنجا که یکی از اهداف این پایان نامه مدلسازی و بهینه سازی فرآیند ساخت غشاءهای اکریلو نیتریل بوتادین استایرن تحت متدولوژی رویه های پاسخ (rsm) می باشد؛ با استفاده از طرح آزمایشی فاکتوریل (ffd)، آزمایشاتی از پیش برنامه ریزی شده با چیدمانی تصادفی جهت ساخت غشاءهای مذکور، تحت شرایط مختلف ساخت ارایه شده است. طراحی آزمایشات، مدلسازی و بهینه سازی فرآیند ساخت، توسط بسته نرم افزاری modde 8 انجام گرفت. بر اساس طرح آزمایش فوق اثر سطوح مختلف غلظت پلیمر پایه(abs)، 16 ، 20 و 24 درصد وزنی و سطوح مختلف غلظتی 0 ، 4 و 8 درصد وزنی پلیمر افزودنی پلی وینیل پیرولیدون (pvp) به همراه اثر زمانهای ماند 0، 5/2 و 5 دقیقه با در نظر گرفتن اثرات بر هم کنشی این فاکتورها مورد آزمایش قرار گرفتند. بدنبال بررسی ساختار نانوحفرات غشاءهای ساخته شده، با استفاده از محلول های خوراک حاوی نمک های na2so4 و nacl میزان جداسازی یون های یک ظرفیتی محلول در آب (na+,cl-) و دو ظرفیتی (so4-2) توسط غشاءهای ساخته شده مورد بررسی قرار گرفته و ثابت شد که غشاءهای ساخته شده از نوع غشاءهای نانو فیلتراسیون بوده اند. پس از اثبات نانو فیلتر بودن غشاءها بدنبال بررسی اثر پارامترهای ساخت ذکر شده بر ساختار و مورفولوژی غشاءها از تصاویر میکروسکوپ الکترونی (sem) استفاده شد و همچنین نتایج این اثرات بر میزان شار تراوشی غشاءهای ساخته شده با استفاده از دستگاه تست آزمایشگاهی موجود در مرکز تحقیقات غشاء دانشگاه رازی مورد ارزیابی قرار گرفت. شار آب خالص عبوری از غشاءهای نانوفیلتراسیون یکی از پارامترهای تعیین کننده در گزینش تجاری این نانو غشاءها می باشد. در مرحله نهایی این تحقیق، پس از مدلسازی با استفاده از روش قدرتمند رویه پاسخ (rsm)، شرایط بهینه ساخت با هدف رسیدن به بیشینه مقدار فلاکس آب خالص از غشاءهای ساخته شده محاسبه و ارایه شد.