پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 31 5 2018 12 22 Modification of Structural Properties of Nanocomposite Membranes for Improving Dye Separation from Textile Effluents اصلاح خواص ساختاری غشاهای نانوکامپوزیتی برای بهبود جداسازی رنگینه از پساب‌های نساجی 475 492 1615 10.22063/jipst.2019.1615 FA کمال‌الدین منصف اصفهان، دانشگاه اصفهان، دانشکده فنی مهندسی، گروه مهندسی شیمی، کد پستی 8174673441 مریم همایونفال اصفهان، دانشگاه اصفهان، دانشکده فنی مهندسی، گروه مهندسی شیمی، کد پستی 8174673441 0000-0001-8448-3609 فاطمه داور اصفهان، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده شیمی، کد پستی 8415683111 Journal Article 2019 02 05 <strong>Hypothesis</strong>: Surface and structural modification of membranes in order to improve their filtration properties have been one of the vast research areas in the field of membranes in recent years. Nanomaterials are most widely used for modifying the surface and structure of the membranes. In this study, carboxylic acid and sulfate carboxylic groups were deposited on the surface of zirconia nanoparticles in order to improve their arrangement within the membrane matrix. Then, the structure and behavior of the nanocomposite membrane was compared with those of raw membrane.<br /><strong>Methods</strong>: ZrO₂, Zr-COOH and Zr-SO₄ nanoparticles were added to the polysulfone (PSf) membrane substrate, and the effect of the surface, structural and filtration properties of raw and nanocomposite membranes were compared in relation to their textile wastewater treatment performance. For this purpose, PZC, EDX, SEM, AFM, CA and porosity analysis as well as viscosity, flux recovery and dye rejection measurement were performed.<br /><strong>Findings</strong>: The results of analyses showed that the presence of Zr-COOH nanoparticles led to greater finger pores, smaller size of the nanoparticles, and the presence of Zr-SO₄ nanoparticles led to fewer finger pores, less porosity and larger nanoparticle size. The presence of the functional groups increased the number of nanoparticles in the skin layer of the membrane and improved the membrane surface properties. Analysis of variance obtained using RSM method for porosity and contact angle data showed that the most effective factor on porosity and contact angle is nanoparticles concentration. By increasing the concentration of ZrO₂, Zr-COOH and Zr-SO₄ nanoparticles from 0 to 2 wt%, the flux recovery was increased by 15, 25 and 45%.<br /><br /> <strong>فرضیه:</strong> خواص سطحی و ساختاری غشا از مؤثرترین عوامل بر عملکرد فیلترکردن آن است. نانوساختارها به‌عنوان مهم‌ترین اصلاح­‌ک‌ننده‌های غشاهای پلیمری در سال‌های اخیر مطرح بوده‌اند. در این پژوهش، به منظور بهبود چیدمان نانوذرات زیرکونیا در بستر غشاهای فرافیلترکردن پلی‌سولفون، گروه عاملی سولفات و کربوکسیلیک بر سطح این نانوذرات پوشش داده شدند. سپس ساختار و رفتار غشاهای نانوکامپوزیتی با غشای خام مقایسه شد<br /><strong>روش‌ها:</strong> نانوذرات ZrO₂، وZr-COOH و Zr-SO₄ به بستر غشای پلی‌سولفون (PSf) افزوده شده و عملکرد فیلترکردن غشاهای نانوکامپوزیتی در تصفیه پساب نساجی بررسی شد. بدین منظور آزمون‌های PZC ،EDX ،SEM ،AFM زاویه تماس، تخلخل‌سنجی، اندازه گیری گرانروی‌سنجی، بازیابی شار و جداسازی رنگینه انجام شد.<br /><strong>یافته‌ها:</strong> نتایج آزمون pH نقطه بار صفر (PZC) نشان داد، بار سطحی غشا با وجود نانوذرات ZrO₂ و Zr-COOH، مثبت و با وجود نانوذرات Zr-SO₄، خنثی است. تصاویر SEM نشان داد، وجود نانوذرات Zr-COOH به تخلخل بیشتر و اندازه کوچک‌تر نانوذرات و نانوذرات Zr-SO₄ به تخلخل کمتر و اندازه بزرگ‌تر نانوذرات منجر می‌شود. نتایج آزمون‌های AFM و EDX نشان داد، وجود گروه عاملی موجب چیدمان نانوذرات در لایه سطحی غشا می‌شود و اثربخشی آن‌ها را در بهبود خواص سطحی غشا تقویت می‌کند. طراحی آزمون‌ها در این پژوهش به روش سطح پاسخ (RSM) انجام شد و تحلیل واریانس برای آزمون تخلخل و زاویه تماس نشان داد، مهم‌ترین عامل مؤثر در تخلخل و زاویه تماس مقدار غلظت نانوذره است، به‌طوری که در غلظت %13 پلیمر با افزایش از %0 تا %2 نانوذرات ZrO₂، وZr-COOH و Zr-SO₄ به ترتیب مقدار تخلخل 5، 19/12 و %24 و مقدار زاویه تماس 18، 22 و %19، کاهش می‌یابد. نتایج تحلیل واریانس جداسازی رنگینه نشان داد، عامل غلظت پلیمر مؤثرتر از عامل غلظت نانوذرات در جداسازی رنگینه است. همچنین، افزایش بازیابی شار از 0 تا %2 نانوذرات در غلظت %13 پلیمر برای نانوذرات ZrO₂، وZr-COOH و Zr-SO₄ به ترتیب 15، 25 و %45 بود.  <br /><br /> http://jips.ippi.ac.ir/article_1615_e2b5be1f87300c63ceaf25d80508d175.pdf