اثر غلظت محلول پلی‌سولفون بر شکل‌شناسی لایه نگه‌دارنده در غشاهای کامپوزیتی لایه نازک

فرضیه: در بین فرایندهای غشایی مختلف، فرایند اسمز معکوس کاربرد گسترده ای در نمک ‌زدایی، تصفیه آب و تهیه آب بسیار خالص دارد. غشاهای اسمز معکوس معمولاً از سه لایه تشکیل می شوند. سه لایه تشکیل‌دهنده غشای اسمز معکوس عبارت از یک لایه کاغذ پلی‌استر بافته‌نشده، یک لایه نگه‌دارنده از جنس پلی‌ سولفون و یک لایه نازک از جنس پلی‌آمید است. لایه نگه‌دارنده در غشاهای کامپوزیتی لایه نازک، سطح مشترکی است که پلیمرشدن بین‌سطحی در آن رخ می‌دهد، بنابراین ضخامت لایه سطحی و اندازه تخلخل‌‌های لایه نگه‌دارنده اثر بسزایی بر تشکیل یکپارچه و بدون نقص لایه گزینشی پلی‌آمیدی دارد. اندازه حفره‌های بسیار کوچک می‌ تواند به تشکیل یک لایه گزینشی ناقص منجر شود، زیرا مونومرهای متافنیلن دی‌آمین به‌اندازه کافی در منافذ وارد نمی‌ شوند. از طرف دیگر، حفره‌ها نباید خیلی بزرگ باشند، زیرا در آن صورت لایه پلی‌ آمیدی به‌طور عمیق در حفره‌ها فرو رفته و به یک لایه گزینسی ناپایدار و غیریکنواخت منجر می ‌شود که در نهایت عملکرد غشای کامپوزیتی لایه نازک را تحت تاثیر قرار خواهد داد.روش‌ ها: ابتدا از واکنش پلیمرشدن تراکمی جانشینی هسته‌دوستی آروماتیکی بیس‌ فنولa و بیس(٤-کلروفنیل سولفون)، پلی‌ سولفون سنتز شد. برای تهیه غشای متخلخل تخت از روش وارونگی فاز استفاده شد و پلی‌ سولفون سنتزی درحلال دی ‌متیل ‌استامید با غلظت‌ های مختلف ‌‌حل شد. رابطه غلظت محلول پل‌ی سولفونی با شکل‌شناسی لایه متخلخل بررسی شد. برای تشکیل لایه پلی ‌آمیدی روی لایه نگه‌دارنده پلی ‌سولفونی از پلیمرشدن بین‌سطحی متا فنیلن‌ دی‌ آمین و تری‌مزوئیل کلرید استفاده شد.یافته ‌ها: ساختار پلی ‌سولفون سنتزی با طیف‌سنجی ft-ir و 1h-nmr تایید شد. جرم مولکولی پلی‌سولفون سنتزی تعیین شد. شکل‌شناسی غشای متخلخل تهیه‌شده از محلول پلی ‌سولفونی با غلظت‌ های مختلف با sem بررسی شد و در نهایت عملکرد غشای کامپوزیتی لایه نازک شامل شار آب و پس‌زنی نمک اندازه‌گیری شد.

the impact of polysulfone solution concentration on the morphology of the support layer in thin-film composite membranes

hypothesis: among different membrane processes, reverse osmosis is widely used in desalination, water treatment, and the preparation of ultra-pure water. reverse osmosis membranes usually consist of three layers: a non-woven polyester, a porous polysulfone as a support layer, and a thin polyamide layer. the support layer of thin film composite membrane is an interface where interfacial polymerization occurs, therefore, the surface thickness and the porosity of the support layer have a significant effect on the formation of an integral and defect-free polyamide layer. tiny pore size can lead to the formation of a defective polyamide layer, because of inadequate m-phenylenediamine monomers impregnated within the pores. on the other hand, the pore size cannot be very large, because when the polyamide layer goes down deeply into the pores, it could lead to an unstable and non-uniform selective layer that will eventually affect the performance of the thin film composite membranemethods: first, polysulfone was synthesized from bis(4-chlorophenylsulfone) aromatic nucleophilic substitution condensation polymerization reaction with bisphenol a. to prepare a flat porous membrane, phase inversion method was used and synthetic polysulfone was dissolved in dimethylacetamide solvent with different concentrations. the relationship between the concentration of polysulfone solution and the morphology of the porous layer was investigated. the interfacial polymerization of m-phenylenediamine and trimesoyl chloride was performed to form the polyamide layer on the polysulfone support layerfindings: the structure of polysulfone was confirmed by ftir and 1h-nmr spectroscopy. the molecular weight of psf was determined. the morphology of the porous membrane prepared from polysulfone solution with different concentrations was examined by sem, and finally, the performance of the thin film composite membrane, including water flux and salt rejection was measured.