سنتز غشای نانوفیلتراسیون zr/tio2 به روش سل-ژل برای فیلتراسیون پساب و نمک‌زدایی

در این کار غشای نانوفیلتراسیون (nf) تیتانیای دوپ شده با زیرکونیم خالص با برش مولکولی (mwco) حدود da 1000 بوسیله روش سل-ژل کلوئیدی تولید شدند. به منظور حذف کامل مواد آلی فرآیند عملیات حرارتی تحت اتمسفر هوا انجام شد و غشای zro2-tio2 تولید گردید. سپس این غشاء در دمای oc 200 و در اتمسفر هیدروژن به مدت 3 ساعت کاهیده شده و غشای zr-tio2 تولید گردید. الگوهای xrd و تصاویر tem نشان دادند که دوپ کردن زیرکونیم رشد دانه‌ای تیتانیا و استحاله فازی آناتاز به روتایل را محدود و به تعویق می‌اندازد که به علت حضور/جانشینی یون zr^4+ در شبکه تیتانیا است. نتایج آنالیز جذب-واجذب نیتروژن bet-bjh نشان داد که غشای تولیدی zro2-tio2 با غلظت زیرکونیم dwb% 30 و دمای عملیات حرارتی oc 500 دارای اندازه تخلخل nm 1.2 هستند. بعد از کاهش توسط اتمسفر هیدروژن، اثر ممانعتی دوپ کردن زیرکونیم بر روی استحاله فازی تضعیف شده و غشاهای zr-tio2 با ساختار بازتر و اندازه تخلخل بزرگتر nm 2.4 تولید شدند که نشان می‌دهد که اثر ممانعتی دوپ کردن زیرکونیم بر روی رشد بلوری و استحاله فازی آناتاز به روتایل برای zro2، zro و zr^4+ (سه حالت شیمیایی از عنصر زیرکونیم) به ترتیب بهبود یافته است. در نهایت غشاهای نانوفیلتراسیون zr-tio2 با میزان نفوذپذیری آب برابر l/(m^2 h bar) 10 تولید شدند. همچنین این غشاها دارای دفع یونی بالایی برای یون‌های دو ظرفیتی (برای mg^2+ برابر 79%) و دفع یونی نسبتا پایین‌تری برای یون‌های تک ظرفیتی (مانند li+ حدود 42% و na+ کمتر از 30 درصد) هستند.