غشاهای ماتریس ترکیبی پلی‌اتر سولفوننانوذرات mil53(al) در جداسازی رنگینه از محلول‌های آبی

فرضیه: نانوفیلترکردن روش سودمندی برای جداسازی و خالص‌سازی مخلوط ‌های آبی و غیر‌آبی است و در کاربردهای مختلفی از جمله پس‌زنی رنگینه از آب استفاده می‌شود که مهم‌ترین کاربرد این حوزه است. در بهبود عملکرد پس‌زنی و شار غشاها، که دو عامل بسیار مهم در تعیین عملکرد غشای نهایی هستند، همچنان چالش‌ هایی وجود دارد. بر این اساس در پژوهش حاضر، از نانوذرات mil53(al) به‌دلیل داشتن خواصی همچون آب‌دوستی زیاد، اندازه حفره‌های کم و نیز پایداری زیاد در محیط ‌های آبی استفاده شدند.روش ‌ها: در این مطالعه، ابتدا نانوذرات mil53(al) سنتز شدند. سپس، غشاهای ماتریس ترکیبی از پلی‌اتر سولفون دارای نانوذرات mil53(al) با روش ادغام‌شده جدایی فاز القایی با بخار و ضدحلال برای جداسازی رنگینه از محلول ‌های آبی تهیه شدند که در آن از دی‌اکسان به‌عنوان حلال کمکی استفاده شد. در نهایت، بررسی و شناسایی نانوذرات و غشاهای تهیه‌شده با آزمون ‌های طیف‌نمایی نشر نوری با پلاسمای جفت‌شده القایی، طیف‌نمایی زیرقرمز تبدیل فوریه با بازتاب کلی تضعیف‌شده (ftir)، پراش‌سنجی پرتو x، تعیین زاویه تماس و میکروسکوپی الکترونی نشر میدانی (fesem) انجام شد.یافته‌ ها: ترکیب درصدهای مختلف غشا با مقادیر متفاوت mil53(al)  تهیه شدند تا غشایی با عملکرد برتر برای کاربرد در پس‌زنی رنگینه با شار زیاد به‌دست آید. عملکرد غشاهای ساخته‌شده برای پس‌زنی رنگینه‌ های مختلف (شامل سبز متیل، رودامین b، بلور بنفش و آبی متیلن) از محلول‌ های آبی بررسی و مشخص شد ،غشای بهینه دارای عملکرد عالی در پس‌زنی رنگینه ‌ها (شامل 99.8، 99.5، 99.2 و 97.1 به‌ترتیب برای سبز متیل، رودامین b، بلور بنفش و آبی متیلن) و نیز شار زیاد (6.1l/m2.h.bar) است. عملکرد بلندمدت غشای بهینه نیز بررسی شد که بر اساس آن غشا پس‌زنی رنگینه و نیز شار نسبتاً ثابت با گذشت زمان را نشان داد.

PolyethersulfoneMIL53(Al) Nanoparticles Mixed Matrix Membranes for Separation of Aqueous Dye Solutions

Hypothesis: Nanofiltration (NF) is a very important technique in separation and purification of aqueous and nonaqueous mixtures in several applications, such as the retention of dyes from water, which is the largest application in this field. Nonetheless, it is still a key issue to enhance the rejection performance and improve the flux, the key factors for the performance of the final membrane. Accordingly, MIL53(Al) nanoparticles were utilized in this research work because of their small pore sizes, significant hydrophilicity and outstanding water stability.Methods: In this study, the synthesis of the MIL53(Al) nanoparticles was conducted. Then, the preparation of polyethersulfone (PES)MIL53(Al) mixed matrix membranes was done through the VIPSNIPS method, which is the vaporinduced phase inversion (VIPS) method coupled with nonsolventinduced phase inversion (NIPS) technique, in which the cosolvent of 1,4dioxane was employed. Finally, the prepared nanoparticles and membranes were characterized using several techniques including attenuated total reflectionFourier transform infrared spectroscopy (ATRFTIR), Xray diffractometry (XRD), fieldemission scanning electron microscopy (FESEM), inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICPOES), and contact angle analyses.Findings: Different membrane compositions with various MIL53(Al) contents were prepared so that a membrane with superior performance in dye rejection application and high flux can be achieved. The performance of the fabricated membranes was investigated for rejection of various dyes in aqueous solutions including Reactive Red (RR), Direct Yellow (DY), Methyl Green (MG), and Crystal Violet (CV), based on which a great separation performance (dye rejections of 99.8, 99.5, 99.2, 98.8 and 97.1 for RR, MG, DY, CV and MB, respectively) and an excellent water flux (4.8 L/m2.h.bar) were provided by the membrane containing 0.06 wt% MIL53(Al)..