کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

صفحه اصلی / پنجمین کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

مروری بر کاربرد غشاهای نانوکامپوزیتی فیلم نازک برای کاربرد تصفیه آب و نمک زدایی

نویسندگان :

همایون خضرآقا¹ امید احمدی² سحر گودرزی³

1- دانشگاه صنعتی سهند 2- دانشگاه صنعتی سهند 3- دانشگاه صنعتی سهند

کلمات کلیدی :

تصفیه آب،نمک زدایی،فناوری غشایی،غشاهای کامپوزیتی فیلم نازک،غشاهای نانوکامپوزیتی فیلم نازک

چکیده :

آب مایه حیات و کلید توسعه پایدار است. مديريت منابع آب و توسعه آن در گذشته پيچيدگي خاصي نداشت زيرا جمعيت کم بود، مصرف سرانه بسيار پايين بود و به علت فراواني آب، حتي مسايل مربوط به آلودگي آن، اهميت چنداني نداشت، عدم وجود منابع آب کافی به دلیل رشد سریع و روز افزون جمعیت و فعالیت های صنعتی، باعث شده است که بشر به دنبال راهکارهای برای حل این مشکل باشد. با توجه به کمبود منابع آبی به علت افزایش آلودگی‌های محیطی‌ خصوصاً آلودگی آب‌های سطحی، پژوهشگران به دنبال روش‌های پربازده با مصرف انرژی پایین، بمنظور حفاظت از محیط زیست و منابع آبی می باشند، در این میان روش های مختلفی از جمله فیلتراسیون، منعقد کردن، ته نشین سازی، شناور سازی ، جذب، تبادل یون، اکسیداسیون پیشرفته، الکترولیز و احیای شیمیایی را نام برد. در این بین، فرایندهای غشایی با توجه به اینکه اساساً نیاز به هیچ مواد افزودنی شیمیایی و یا ورودی حرارتی و همچنین بازیافت مواد بکار رفته ندارند، بیش از سایر فناوری های دیگر برای تصفیه آب مورد توجه قرار گرفته‌اند در میان فرآیندهای بسیاری که در این زمینه وجود دارد، فرآیندهای جداسازی غشایی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. غشاهای پلیمری در مقایسه با غشاهای سرامیکی بسیار ارزان قیمت و انعطاف پذیر هستند که مورد توجه بسیاری از محققین نیز قرار گرفته است. محدودیت اصلی در کاربرد غشاهای پلیمری در فرایندهای تصفیه آب و فاضلاب مشکل گرفتگی است که باعث کاهش شدید در شار عبوري، کاهش بازدهی غشا و افزایش در هزینه ها به دلیل افزایش در انرژي مورد نیاز و شستشو یا تعویض غشا می شود. غشاهای نانوکامپوزیتی پلیمری غشاهای پیشرفته ای هستند با نانوذرات آلی و معدنی که در ماتریس های پلیمری آنها پراکنده شده اند، ایجاد می شوند. غشاهای نانوکامپوزیتی پلیمری دارای خواصی مانند عملکرد بهتر، نفوذپذیری مناسب تر، پایداری شیمیایی و حرارتی مطلوب تر، خواص مکانیکی و تخلل بالاتری را ایجاد می کنند.این غشاهای به دلیل خواص آبدوستی بسیار مطلوبی که دارند تمایل به گرفتگی کمتری دارند، ولی با این حال خواص ذکر شده با معرفی ساختارهای جدیدی از غشاهای نانوکامپوزیتی به نام غشاهای نانو کامپوزیتی فیلم نازک بهتر بهبود پیدا کرده اند. غشاهای کامپوزیتی فیلم نازک از یک ساختار ریز متخلل پلیمری به عنوان لایه پشتیبان و یک لایه انتخابی بسیار نازک که به صورت سطحی روی لایه زیرین قرار گرفته است، تشکیل شده است. این غشاها به صورت مرسوم از طریق پلیمریزاسیون سطحی و روش غوطه وری تهیه می شوند. پیشرفت های اخیر در ساخت غشاها، به ویژه غشاهای نانوکامپوزیت لایه نازک (TFN) با استفاده از نانوپرکننده های عامل دار، عملکرد بالایی در تصفیه آب و نمک زدایی را ارائه می دهند. در این بررسی، غشاهای کامپوزیت لایه نازک (TFC) در تصفیه و نمک‌زدایی آب به همراه معایب آن‌ها هم مورد بحث قرار می‌گیرند. غشاهای نانوکامپوزیت لایه نازک تولید شده با استفاده از نانوپرکننده های منطقی به طور خلاصه می شوند. در نهایت، کاربرد غشاهای TFN در تصفیه آب و نمک زدایی ارائه می-شود.