• شماره ركورد
    25210
  • شماره راهنما
    CHE2 931
  • عنوان

    نمك‌زدايي از محلول‌هاي آبي با استفاده از غشاهاي PVA حاوي NH2-MIL-53(Al) و COF-SO3H به روش تراوش تبخيري

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    شيمي-شيمي تجزيه
  • دانشكده
    شيمي
  • تاريخ دفاع
    30/07/1404
  • صفحه شمار
    89 ص.
  • استاد راهنما
    اكبر ملك پور
  • كليدواژه فارسي
    نمك زدايي , تراوش تبخيري , غشاي ماتريس مختلط , چارچوب فلز-آلي , چارچوب كووالانسي-آلي , طراحي مركب مركزي
  • چكيده فارسي
    رشد جمعيت تأمين آب سالم را دشوار كرده است.يون هايي مانند منيزيم سبب سختي آب مي شود وغشاهاي پليمري همراه با پركننده هاي معدني راهكاري نوين براي تصفيه آب به شمار مي آيند.در اين تحقيق، غشاهاي كامپوزيتيNH2-MIL-53(Al) PVA/وCOF-SO3H PVA/سنتز و مورد بررسي قرار گرفتند. ساختار غشاها با استفاده از ، ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني(FESEM) و آزمون‌هاي زاويه تماس وطيف پراش انرژي پرتوX (EDX) مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين، عملكرد غشاها در حذف يون‌هاي سديم و منيزيم از محلول‌هاي آبي بررسي شد. نتايج نشان داد افزودن ذرات NH2- MIL-53(Al) و COF-SO3Hموجب بهبود چشمگير خواص غشا و افزايش كارايي آن در فرآيندهاي جداسازي گرديد. بررسي‌هاي نفوذپذيري و عبورپذيري غشاها بيانگر آن بود كه غشاي حاوي MIL-53(Al) NH2- و COF-SO3H توانست شار و پس زني بالاتري و آبدوستي بالاتري نسبت به غشاي پايه PVA و همچنين غشاي MIL-53(Al) نشان دهند. علاوه بر اين، حذف يون‌هاي سديم و منيزيم در غشاي اصلاح‌شده به‌طور قابل‌توجهي بيشتر بود. در بررسي عملكرد نمك زدايي براي يون هاي سديم و منيزيم و بررسي پارامتر هايي مانند غلظت، دما و pH از روش هاي طراحي مركب مركزي(CCD) استفاده گرديد. شرايط بهينه براي حذف يون سديم با غشا PVA/NH2-MIL-53(Al) در دماي 50 درجه سانتي گراد و غلظت ppm 282 ، pH برابر 41/5 و ميزان شارعبوري از غشاKg/m2.h 59/3 و پس زني6/99 بدست آمد.شرايط بهينه براي حذف يون منيزيم با غشا PVA/NH2-MIL-53(Al) در دماي 5/50 درجه سانتي گراد و غلظتppm 282 ، pH برابر 07/6 و ميزان شارعبوري از غشاKg/m2.h 83/5 و پس زني 6/99 بدست آمد. شرايط بهينه براي حذف يون سديم با غشا PVA/COF-SO3H در دماي 60 درجه سانتي گراد و غلظتppm 720، pH برابر 5 و ميزان شارعبوري از غشاKg/m2.h 3.61و پس زني 7/99 بدست آمد.هر دو غشا كارايي بالايي در پس زني نمك به روش تراوش تبخيري از خود نشان دادند.
  • كليدواژه لاتين
    Desalination , Mixed-Matrix Membrane , Metal–Organic Framework , Covalent–Organic Framework , Central Composite Design , Pervaporation
  • عنوان لاتين
    Desalination of aqueous solutions using PVA membranes containing NH2-MIL-53(Al) an‎d COF-SO3H by pervaporation method
  • گروه آموزشي
    شيمي تجزيه
  • چكيده لاتين
    Population growth has made it difficult to provide clean water. Ions such as magnesium cause water hardness. Polymer membranes combined with mineral adsorbents are a new solution for water purification. In this study, composite membranes of PVA/NH2-MIL-53(Al) an‎d PVA/COF-SO3H were synthesized an‎d eva‎luated. The structure of the membranes was characterized using field emission scanning electron microscopy (FESEM), contact angle measurement, an‎d energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). Furthermore, the performance of the membranes in removing sodium an‎d magnesium ions from aqueous solutions was investigated. The results demonstrated that the incorporation of NH2-MIL-53(Al) an‎d COF-SO3H nanoparticles markedly improved the membra properties an‎d enhanced its efficiency in separation processes.Permeability an‎d rejection tests revealed that the membranes containing NH2-MIL-53(Al) an‎d COF-SO3H exhibited higher flux, greater salt rejection, an‎d better hydro‎philicity compared to the pristine PVA membrane an‎d the MIL-53(Al)-based membrane. Moreover, sodium an‎d magnesium ion removal in the modified membranes was significantly increased. To investigate desalination performance an‎d to study parameters such as concentration, temperature, an‎d pH, the Central Composite Design (CCD) method was employed.The optimized conditions for sodium ion removal using the PVA/NH2-MIL-53(Al) membrane were found at a temperature of 50 °C, concentration of 282 ppm, pH of 5.41, with a permeate flux of 3.59 kg/m²•h an‎d a rejection rate of 99.6 %. For magnesium ion removal with the same membrane, the optimal conditions were a temperature of 50.5 °C, concentration of 282ppm, pH of 6.07, with a permeate flux of 5.83 kg/m²•h an‎d a rejection rate of 99.6%. The optimized conditions for sodium ion removal using the PVA/COF-SO3H membrane were a temperature of 60 °C, concentration of 720 ppm, pH of 5, with a permeate flux of 3.61 kg/m²•h an‎d a rejection rate of 99.7%. Both membranes showed high salt rejection efficiency in the pervaporation process.Overall,the results indicate that mixed-matrix membranes based on PVA/NH2-MIL-53(Al) an‎d PVA/COF-SO3H exhibit excellent performance an‎d can be considered as highly efficient can‎didates for desalination an‎d mineral ion removal in drinking water treatment applications.
  • تعداد فصل ها
    3
  • فهرست مطالب pdf
    148699
  • نويسنده

    قاسمي، نيلوفر