ارزیابی ویژگی‌ها و عملکرد انواع غشا‌های پلیمری اصلاح‌شده با گرافن اکسید

امروزه با رشد جمعیت، تقاضا برای آب شیرین در بخش خانگی و صنعتی به طور چشمگیری در حال افزایش است. از گزینه های مطرح مقابله با کم آبی، توسعه سامانه های مبتنی بر غشا مانند اسمز معکوس، نانوفیلتر، فرافیلترکردن و میکروفیلتر برای نمک زدایی آب های شور، لب شور و تصفیه پساب است. بهبود عملکرد، طول عمر و سایر مشخصه های غشا برای کاهش هزینه و مصرف انرژی سامانه های تصفیه همواره از موضوعات مهمی است که در توسعه این فناوری ها به آن ها پرداخته می شود. در دهه اخیر، گرافن اکسید برای اصلاح غشاهای متداول تصفیه آب و ساخت غشاهای نانوکامپوزیتی جدید بسیار مورد توجه قرار گرفته است. ورقه های گرافن اکسید ساختار و خواص منحصر به فردی دارند و با صرف هزینه کم در مقیاس تجاری قابل تولید هستند. از آنجا که وجود گروه های عاملی مانند اپوکسی، هیدروکسیل و کربوکسیل در سطح گرافن اکسید باعث برهم کنش قوی آن ها با شبکه پلیمری می شود، استفاده از این نانوورقه ها در سطح و شبکه پلیمری می تواند به بهبود استحکام مکانیکی، آب دوستی و خاصیت ضدرسوبی غشا منجر شود. در نتیجه، عملکرد غشا در حذف آلاینده ها و نمک زدایی در سامانه های میکروفیلتر، فرافیلتر، نانوفیلتر و اسمز معکوس بهبود می یابد. در این مقاله، به انواع روش های ساخت و اصلاح غشاهای پلیمری با گرافن اکسید شامل اصلاح سطحی غشای پلیمری و ساخت غشای نانوکامپوزیتی پرداخته شده است. چگونگی تاثیر گرافن اکسید بر عملکرد غشا و مشخصه های سطحی و ساختار متخلخل آن نیز بحث و بررسی شده است.

Evaluation of Properties and Performance of Polymeric Membrane Modified with Graphene Oxide

N owadays, with population growth, the demand for fresh water is rising rapidly.Development of membrane based systems such as reverse osmosis, nanofilteration,ultrafilteration, and microfilteration is important strategy to reduce water scarcity.Improving performance, life time and other properties of membranes are always importantissues to reduce cost and energy consumption of membrane basedwater treatment systemand should be considered to develop membrane technologies. Recently, graphene oxidehas attracted great attention to modify relevant membranes and manufacture novelnanocomposite membranes. Graphene oxide has unique structure and properties and can beproduce at commercial scale with low cost. Functional groups of graphene oxide includinghydroxyl, epoxy and carboxyl lead to strong interaction with polymeric matrix. Usinggraphene oxide in surface and matrix of polymer can improve mechanical strength, thermalstability, hydrophilicity and antifouling of polymeric membrane and subsequently improvemembrane flux and performance in desalination process. In this review, the processes formodifying of membrane surface and synthesizing of nanocomposite membrane usinggraphene oxide have been evaluated. The mechanism of graphene oxide influence onmembrane porosity, structure, characteristics and performance has been also discussed.