ساخت غشاهای مبادله کننده‌ی کاتیون ماتریس مخلوط بر پایه‌ی گرافن اکسید/ سدیم تری پلی فسفات با نفوذ گزینشی بالا برای نمکزدایی یون‌های یک ظرفیتی و دو ظرفیتی

در این تحقیق گرافن اکسید (go) توسط سدیم تری پلی فسفات (natpp) از طریق پیوند فیزیکی عاملدار شد و به عنوان یک نانوپرکننده برای ساخت غشاهای مبادله کننده‌ی کاتیون مبتنی بر پلی وینیلیدین فلوراید (pvdf) مورد استفاده قرار گرفت. تاثیرات میزان بارگذاری natpp در ساختار go در نمونه‌های gon بر آبدوستی، مورفولوژی سطح و مقطع، نفوذگزینشی و عدد انتقال یون سدیم در غشاهای مبادله کننده‌ی کاتیون ساخته شده با استفاده از تکنیک‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. افزودن natpp به go منجر به ساختار سطحی یکنواخت تر، افزایش آبدوستی و ترشوندگی سطح، و کاهش مقاومت سطحی غشاهای مبادله کننده کاتیون بر پایه‌ی gon در مقایسه با غشاهای حاوی go شد. غشای (0.5) mgon جذب آب بالای 1.3 ± 46.2 درصد و ظرفیت تبادل یونی meqg-0.11±3.8 را نشان داد که منجر به انتشار آسان‌تر یون‌های یک ظرفیتی و دو ظرفیتی در داخل غشا شد. نتایج نشان داد غشای (0.5)mgon بالاترین نفوذ گزینشی را برای یون‌های یک ظرفیتی و دو ظرفیتی شامل (98.3%) :+na+، (4/%96):k+، (80.2%) :ca2+، (76.3%): mg2+ نشان داد. همچنین مقاومت سطح این غشای مطلوب ω cm2 32 /0± 1.3 بود که حدود 87.48 درصد کمتر از غشای حاوی go بود.

fabrication of highly permselective mixed matrix graphene oxide/ sodium tripolyphosphate-based cation exchange membranes for monovalent and divalent ion desalination

in this study, graphene oxide (go) was functionalized by sodium triphosphate (natpp) through a physical grafting method and used as a nanofiller to fabricate cation exchange membranes based on polyvinylidene fluoride (pvdf). the influences of the loading percentage of natpp in functionalized go (gon) samples on the hydrophilicity, surface and cross-sectional morphology, permselectivity, and ion transport number of the sodium ion on the fabricated cems were explored using different techniques. adding natpp to go resulted in a more even surface structure, enhanced surface wettability, and decrement of membrane area resistance for the gon-based cems compared to go-containing membranes. the mgon (0.5) membrane showed a high water uptake of 46.2 ± 2.3% and an ion exchange capacity of 3.8 ± 0.1 meq g-1, which facilitated the easier transport of monovalent and divalent ions within the membrane. the results showed that the mgon (0.5) membranes possessed higher permselectivity for monovalent and divalent ions including na+ (98.3%), k+ (96.4%), ca2+ (80.2%), and mg2+(76.3%). additionally, the membrane area resistance of this optimized membrane was 1.3 ± 0.2 ω cm2, which was about 87.48% lower than the membrane containing unmodified go.