پلیمرها و حلال های مورداستفاده در ساخت غشاء: مروری متمرکز بر توسعه پایدار غشاء

فناوری غشایی به دلیل سهولت نسبی در ساخت و بهره برداری نرخ گزینش پذیری بالا و عدم احیای جاذب یک دهه در جداسازی مایع و گاز مورد استفاده شده است غشاها را میتوان بر اساس ماده سنتز طبقه بندی کرد و به غشاهای آلی (پلیمری و غیرآلی تقسیم میشوند روشهای مختلفی برای ساخت غشاهای پلیمری با روش جداسازی فاز ناشی از حلال nonsolvent induced phase separation که یکی از پرکاربردترین آنها ،است استفاده شده .است در nips، یک حلال یا مخلوط حلال برای حل کردن یک پلیمر یا مخلوط پلیمری مورد نیاز است n متیل 2 پیرولدین (n-methyl-2-pyrrolidone دی متیل استامید (dimethylacetamide دی متیل فرمامید (-dimeth ylformamide) و سایر حلالهای مشتق شده از نفت معمولاً برای حل کردن برخی از پلیمرهای نفتی استفاده میشوند با این حال این اجزا ممکن است اثرات منفی بر محیط زیست و سلامت انسان داشته باشند بنابراین استفاده از اجزای سبزتر و کمتر سمی برای افزایش پایداری ساخت غشا از اهمیت بالایی برخوردار است. ساختار شیمیایی غشاها تحت تاثیر استفاده از حلالها، پلیمرهای مختلف یا تفاوت در مقیاس ساخت قرار نمیگیرد. از سوی دیگر ساختار منافذ غشا و زبری سطح میتواند به دلیل تفاوت در نرخهای انتشار مرتبط با انتشار حلالها کمک حلالهای مختلف غیر حلال و با تفاوت در زمان تبخیر تغییر کند ،بنابراین در این ،بررسی حلالها و پلیمرهای دخیل در فرایند ساخت غشاها پیشنهاد شدهاند که با جایگزینهای سبزتر کمتر/ سمی جایگزین شوند. روشها و امکان سنجی تولید غشای پلیمری سبز نیز مورد بررسی قرار گرفت.

polymers and solvents used in membrane fabrication: a review focusing on sustainable membrane development

membrane technology has been used for a decade in liquid and gas separation due to its relative ease in manufacturing and operation, high selectivity rate and lack of adsorbent regeneration. membranes can be classified based on the synthesis material and are divided into organic (polymeric) and inorganic membranes. different methods have been applied to fabricate polymeric membranes with nonsolvent induced phase separation (nips) being one of the most widely used. in nips, a solvent or solvent blend is required to dissolve a polymer or polymer blend. n-methyl-2-pyrrolidone (nmp), dimethylacetamide (dmac), dimethylformamide (dmf), and other petroleum-derived solvents are commonly used to dissolve some petroleum-based polymers. however, these components may have negative impacts on the environment and human health. therefore, using greener and less toxic components is of great interest for increasing membrane fabrication sustainability. the chemical structure of membranes is not affected by the use of different solvents, polymers, or by the differences in fabrication scale. on the other hand, membrane pore structures and surface roughness can change due to differences in diffusion rates associated with different solvents/co-solvents diffusing into the non-solvent and with differences in evaporation time. (2) therefore, in this review, solvents and polymers involved in the manufacturing process of membranes are proposed to be replaced by greener/less toxic alternatives. the methods and feasibility of scaling up green polymeric membrane manufacturing are also examined.