بهبود عملکرد غشاهای نانوفیلتراسیون نانوکامپوزیتی اصلاح شده با گروه‌های آمینی مختلف: افزایش شار و بهبود خواص جداسازی آلاینده‌ها از پساب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی

2 دانشجوی دکتری آلودگی‌های محیط زیست، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران،

چکیده

در مطالعه حاضر، نانوکامپوزیت‌های زیست‌سازگار Fe3O4@SiO2-NH2 و Fe3O4@SiO2-CS با استفاده از نانوذرات Fe3O4، سیلیس‌های بی‌شکل استخراج شده از پسماندهای کشاورزی پوسته برنج و کلش گندم و گروه‌های عاملی APTMS و CS سنتز شدند و به عنوان یک نانوفیلر کارآمد جهت اصلاح ساختار غشاهای PES NF بکار برده شدند. آنالیزهای ساختاری ساختار خوب نانوکامپوزیت‌های سنتز شده و غشاهای ساخته شده را تایید کردند. غشای NFM-WS اصلاح شده با نانوکامپوزیت Fe3O4@SiO2-CS با L m–2 h–1 6/70 شار آب خالص بالاتری نسبت به غشای NFM-RH اصلاح شده با نانوکامپوزیت Fe3O4@SiO2-NH2 با L m–2 h–1 4/65 داشت. هر دو غشا بالاترین حذف نمک را با بالای 80% برای Na2SO4 و کمترین حذف نمک را با حدود 10% برای MgCl2 نشان دادند. کارایی غشاهای NFM-RH و NFM-WS برای حذف یون‌های فلز سنگین Cd2+ تقریباً مشابه و به ترتیب 97 و 98% بود. غشاهای NFM-RH و NFM-WS کارایی بالایی با بالای 98% برای حذف رنگ MR نشان دادند. غشاهای NFM-RH و NFM-WS به ترتیب با FRR بالای 88 و 93% نسبت بازیابی شار عالی از خود نشان دادند. همچنین، Rt و Rir غشای NFM-RH به ترتیب حدود 69 و 12% و Rt و Rir غشای NFM-WS به ترتیب حدود 50 و 7% بودند که همگی نشان از خواص ضدگرفتگی عالی غشاهای NF ساخته شده داشتند. در مجموع، غشاهای NF ساخته شده جهت تصفیه آب بسیارکارآمد بوده و از نظر زیست محیطی نیز ارزان قیمت بوده و با توجه به منبع اولیه تولید آن‌ها زیست‌سازگار می‌باشند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Performance Enhancement of Nanocomposite Nanofiltration Membrane Modified by Various Amine Groups: Increase in water flux and pollutants separation from wastewater

نویسندگان [English]

  • Afsaneh Shahbazi 1
  • soran kamari 2
1 SBU
2 Shahid Behesti university
چکیده [English]

In the present study, Fe3O4@SiO2-NH2 and Fe3O4@SiO2-CS biocompatible nanocomposites were synthesized using Fe3O4 MNPs, amorphous silica extracted from rice husk and wheat straw agricultural wastes and APTMS and CS functional groups and applied as an efficient nanofiller to modify PES NF membranes structure. Structural analyses confirmed fine structure of synthesized nanocomposites and fabricated membranes. NFM-WS membrane modified by Fe3O4@SiO2-CS nanocomposite with 70.6 L m–2 h–1 had higher pure water flux compared with NFM-RH membrane modified by Fe3O4@SiO2-NH2 nanocomposite with 65.4 L m–2 h–1. Both membranes showed the highest salt rejection with more than 80% for Na2SO4 and the lowest salt rejection with about 10% for MgCl2. Performance of NFM-RH and NFM-WS membranes for removal of Cd2+ heavy metal ions were almost same of 97 and 98%, respectively. NFM-RH and NFM-WS membranes indicated high performance with more than 98% for removal of MR dye. NFM-RH and NFM-WS membranes by FRR of more than 88 and 93%, respectively, demonstrated excellent flux recovery ratio. Also, Rt and Rir of NFM-RH membrane were about 69 and 12%, respectively, and Rt and Rir of NFM-WS membrane were about 50 and 7%, respectively, which displayed excellent antifouling properties of fabricated NF membranes. In conclusion, fabricated NF membranes are so efficient for water treatment and in term of environmental are low cost and due to their primary production source are biocompatible.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rice husk
  • wheat straw
  • biocompatible nanocomposites
  • NF membranes
  • wastewater Treatment