ساخت غشای پلی دی متیل سیلوکسان و اصلاح خواص آن توسط نانوذرات tio2 جهت جداسازی آب و اتانول در فرایند تراوش تبخیری

حذف ترکیبات آلی فرار مانند اتانول،یکی از چالش برانگیزترین و اساسی ترین دغدغه های امروزه بر طبق سیاست های جدید زیست محیطی می باشد.با توجه به مضرات این ترکیبات و تاثیرات مهمی که بر محیط زیست و حیات موجودات دارند،تصفیه مناسب آنها و جلوگیری از ورود این ترکیبات به محیط،امری مهم تلقی می شود.در این تحقیق،جداسازی اتانول به عنوان یک ترکیب آلی فرار با استفاده از غشای خالصpdms و غشای نانوکامپوزیتpdms/tio2 با درصد های متفاوت نانوذره طی فرایند تراوش تبخیری مورد بررسی و پارامترهای عملیاتی نظیر تاثیر دما،تاثیر غلظت اتانول و همچنین تاثیر افزایش درصد نانوذره بر عملکرد تراوش تبخیری مورد مطالعه قرار گرفت.از آنالیزsem(میکروسکوپ الکترونی روبشی)جهت بررسی مورفولوژی غشاها،آنالیزca(زاویه تماس) جهت سنجش میزان آبگریزی غشاها،آنالیزtga جهت بررسی مقاومت دمایی غشاها و همچنین از آنالیزftir جهت مشاهده ی گروه های پیوندی موجود در غشاها استفاده شد.طبق نتایج به دست آمده،افزایش دما سبب افزایش جنبش و تحرک مولکولی و به دنبال آن افزایش شار کل را به دنبال دارد.با افزایش میزان شار عبوری آب،فاکتور جداسازی به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد.به طوری که با افزایش دما از 30 به 60درجه سانتی گراد،فلاکس با افزایش دو برابری و ضریب جداسازی از 11.2 به میزان 4.2 کاهش می یابد.با افزودن نانوذره به غشا،در ابتدا افزایش میزان گزینش پذیری غشا و سپس کاهش آن مشهده شد.این امر می تواند به دلیل کلوخه شدن نانوذره در غلظت های بالای آن باشد.به طور کلی غشای نانوکامپوزیت حاوی درصد 0.1% نانوذره با داشتن گزینش پذیری11.2 و شار1230 بهترین گزینش گری را از خود نشان داده است.

fabrication of polydimethylsiloxane membrane and modification of its properties by tio2 nanoparticles for water and ethanol separation in pervaporation process

removal of volatile organic compounds is one of the most challenging issues according to the new environmental policies. considering the disadvantages of these compounds and the important effects on the environment and life of organisms, proper treatment and prevention of these compounds to the environment is important. in this research, separation of ethanol as a volatile organic compound using pdms pure membrane and pdms/ tio₂ nanocomposite membranes with different percentages of nanoparticles during pervaporation permeation was investigated. the effect of temperature, ethanol concentration and the effect of increasing the percentage of nanoparticles on pervaporation performance was studied. scanning electron microscopy (sem) was used to study the structure and morphology of membranes, ca analysis (contact angle) to evaluate the membrane hydrophobicity, tga analysis to investigate the thermal resistance of membranes and ftir analysis to observe the membranes ’and chemical bonds. according to the results, increasing the temperature leads to increase in the movement and molecular mobility followed by increase in total flux. by increasing the flux of water ، the separation factor is reduced. on the other hand, separation factor is a function of feed concentration and the separation factor decreases considerably by increasing the amount of ethanol in feed. by adding nanoparticles to the membrane, at first, we see increase in membrane selectivity and then decrease it. this can be due to agglomeration of nanoparticles at high concentration. in general, nanocomposite membranes containing 0.1 % of nanoparticles with selectivity of 11.2 % and permeate flux 1230 showed the best selectivity.