ساخت، شناسایی و بررسی سازوکارهای گرفتگی غشاهای PVDF محتوی نانوذرات تیتانیم دی اکسید

در پژوهش حاضر، غشاهای متخلخل PVDF محتوی نانو ذرات TiO2 به روش جدایی فاز با القای ضدحلال ساخته شد. ساختار غشاها با استفاده از روش های FESEM ،EDX، اندازه گیری زاویه تماس، آزمون شار آب خالص و تعیین شعاع متوسط حفره ها شناسایی شد. نتایج نشان داد، تمام غشاها ساختار نامتقارن همراه با درشت حفره ها دارند و وجود نانوذرات TiO2 باعث افزایش اندازه حفره ها می شود. افزون بر این مشخص شد، مقدار شار آب خالص عبوری از غشاها با افزایش مقدار نانوذرات TiO2 افزایش می یابد، به طوری که مقدار آن از حدود 41kg/m2h برای غشای %1 وزنی TiO2 به 162kg/m2h در غشای محتوی %5 وزنی می رسد. همچنین مشخص شد، اندازه زاویه تماس غشاها از حدود °100 برای غشای %1 وزنی TiO2به °69 برای غشای محتوی %5 وزنی کاهش می یابد که نشانگر افزایش آبدوستی غشاها با افزایش مقدار نانوذرات TiO2 است. همچنین، گرفتگی غشاها در فیلترکردن محلول %1 هیومیک اسید مطالعه شد. نتایج نشان داد، وجود نانوذرات TiO2 باعث افزایش مقاومت در برابر گرفتگی غشاها می شود. نتایج مربوط به مدل سازی گرفتگی غشاها با استفاده از مدل های کلاسیک نشان داد، سازوکار گرفتگی غشا های 2 و 5% وزنی TiO2 از نوع گرفتگی متوسط است، در حالی که سازوکار غالب در سایر غشاها از نوع تشکیل کیک است. افزون بر این، تحلیل گرفتگی غشاها با استفاده از مدل های مرکب نشان داد، مدل فیلترکردن کیک-گرفتگی متوسط برای تمام غشاها داده های حجم-زمان را با کمترین خطای ممکن نسبت به سایر مدل های مرکب برازش می کند. در نهایت مشخص شد، مقدار پس زنی هیومیک اسید با افزایش مقدار TiO2 ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد.