غشاء محفز ضوئياً من بولي ايثر سلفون المدعم بأوكسيد التنكستن لمعالجة مياه المخلفات

الباحث

رهام رعد عبدالله

المشرف

كاظم مطر شبيب - اسيل باسم الزبيدي

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة المواد / هندسة المواد

الشهادة

دكتوراه

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Photocatalytic membrane;Polyethersulfone;Tungsten oxide;Wastewater treatment

ان دمج فعالية التحفيز الضوئي للمواد النانوية مع تكنولوجيا الاغشية هو اتجاه واعد باتجاه التقليل من عواقب ثلوث الغشاء. وعليه تم تصنيع اغشية نانوية متراكبة فائقة بواسطة طريقة انعكاس الطورء الاغشية تتكون من خلال تضمين دقائق اوكسيد التنكستن النانوية (WO? g9) بتراكيز مختلفة and 2 g) ,1.5 ,1 ,0.4 ,0.3 ,0.2 ,0.1) في بولي ايثر سلفون. حيث تم اجراء تشخيص واسع للاغشية لمعرفة تاثير الاضافات النانوية على خصائص الاغشية المتراكبة، وهذا يتضمن دراسة شكل السطوح AREY! الهيكل الكيميائي، الخواص الميكانيكية، الفة الاغشية للمياهء واداء الاغشية ضد صبغة كونكو الحمراء و التنزبارين صوديوم. بينت النتائج الى ان الفة الاغشية للمياه، المسامية، الخشونة، والخواص الميكانيكية تحسنت للاغشية المدعمة بالدقائق النانوية. حيث ان اعلى قيمة للتدفق و الفة للمياه وجدت عند الاغشية المدعمة بتركيز دقائق ع 0.4. ومن حيث تقييم اداء الاغشية، وجد ان كفاءة رفض الاغشية للصبغة الحمراء تحسن ووصل اعلى قيمة عند الاغشية المدعمة بالدقائق النانوية عند بتركيز ع2. ان تعريض العينات الى الاشعة فوق البنفسجية ادى الى تحسن اضافي بنسبة الاسترجاع بالتدفق. حيث عند تعرض العينات للاشعة لمدة ساعة ادت الى زيادة بنسبة الاسترجاع بالتدفق من 71.596 للاغشية الغير مدعمة الى 83.396 للاغشية المدعمة بالدقائق بتركيز ع 0.4. ووجد ان عند قياس التدفق لفترة زمنية اطول ان قيمة التدفق للعينات المدعمة بالنانو بعد التعرض للاشعة فوق البنفسجية كانت اعلى من حتى العينات المدعمة بالنانو بدون التعرض للاشعة. في حين عند تراكيز الدعيم العالية تم ملاحظة انغلاق بالمسام للاغشية بسبب تكتل بالدقائق مما يسبب في زيادة في رفض الصبغة، زيادة بالخشونة وزاوية الاتصال وايضا انخفاض في التدفق ونسبة الاستعادة بالتدفق. وجدا ان تحلل محلول الصبغة nas )86%( بعد (30min) من التعرض للاشعة فوق البنفسجية بوجود دقائق اوكسيد التنكستن في محلول الصبغة. حيث ان تحلل الجزيئات العضوية بواسطة اوكسيد التنكستن على او قريبة من سطح الاغشية هو عامل مهم بهذا التحسن. ان فعالية التحفيز الضوئي للاغشية النانوية المتراكية قد تفتح رؤية جديدة باتجاه تطبيقات معالجة المياه. اختبر اداء الاغشية ايضا باستخدام مادة التنزابارين. وجد ان رفض الاغشية للتنزابارين تحسن بالنسبة للاغشية المدعمة بالدقائق النانوية ووصلت اعلى قيمة عند التدعيم بالدقائق بتركيز (ع 0.4) . حيث وجد ان نسبة الاسترجاع بالتدفق ازداد ووصل اعلى قيمة عند التدعيم بالدقائق بتركيزن Ge .)0.4 g) ان بعد تعريض الاغشية للاشعة فوق البنفسجية ادت الى تحسن في قيمة الاسترجاع بالتدفق حيث ان اعلى Lad للتدفق كانت للاغشية المدعمة بالدقائق بتركيز ع0.4 Se وصلت الى 92.38% بالمقارنة مع الاغشية الغير مدعمة 78.79%.

Merging membrane technology with the photocatalytic activity of nanomaterials is a promising approach towards minimizing membrane fouling consequences. In this work, nanocomposite membranes were synthesized by non-solvent induced phase inversion process. The membranes consist of immobilizing Tungsten Oxide (WO2.89) nanoparticles (NPs) at different concentrations (0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 1, 1.5, and 2 g) in polyether sulfone matrix. Systematic characterizations for the membranes were applied to test the impact of NPs in the membranes. These involve membranes' morphology, chemical structure, mechanical properties, surface hydrophilicity, and performance when contaminate are used, Congo red dye and tinzaparin sodium. The results showed that the hydrophilicity, porosity, roughness, and mechanical properties of the NPs modified membranes were enhanced, the highest water flux value along with higher hydrophilicity was obtained for the membranes modified with (0.4 g NPs). In terms of evaluating membranes' performance, it was found that the membranes' rejection efficiency of the modified membranes against Congo red dye was improved and reached optimum value at (2 g NPs) loading. Exposing the samples to ultraviolet (UV) light has induced a further improvement in the Flux recovery ratio (FRR) of the membranes. Under an hour of irradiation, (FRR) of nanocomposite membranes improved from (71.5%) at control membrane to 83.3% at the membranes that were modified with (0.4g NPs) loading. It was found that the flux value at longer time for the NPs modified membranes after UV light irradiation were higher compared to the modified membranes with same NPs loading without irradiation. However, at higher NPs loading, blockage of pores of the membranes was recognized, inducing higher dye rejection as well as increasing roughness, contact angle, inducing lower permeates flux, and (FRR). It was found that the degradation of dye solution has reached (86%) after 30 minute of irradiation in presence of WO2.89 NPs in the solution. Decomposition of pollutants by the photocatalytic activity of WO2.89 NPs near/over the surface of the membrane was a major point to cause this improvement. Nanocomposites' photocatalytic ability that synthesized in this work can draw attention to their application in wastewater treatment. The membranes' rejection performance was also tested against tinzaparin. The rejection efficiency was improved for the membranes modified with NPs and reached optimum value at (0.4 g NPs) loading. The FRR for membranes improved for the modified membranes and reached optimum value at (0.4g NPs) modified membrane. Nanocomposite membranes exposure to UV irradiation has caused further improvement in the FRR. In particular, the flux value reached (92.38%) at (0.4 g NPs) modified membrane compared to (78.79%) at the neat membrane.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب