إزالة الأصباغ بواسطة الأغشية البوليمرية المحضرة بطريقة انعكاس الطور

الباحث

محمد موسى حسن

المشرف

زيدون ناجي عبودي - مصطفى حسين عبيد الفريجي

الجامعة

الجامعة المستنصرية

الكلية / القسم

الهندسة / هندسة البيئة

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Dye removal;Polymeric membranes;Phase inversion;Wastewater treatment

يهدف هذا البحث إلى التحقق من كفاءة أغشية الترشيح الفائق لإزالة نوعين من الأصباغ: أصباغ الملكيت الخضراء وصبغة الكونغو الحمراء. كما تم دراسة العوامل المؤثرة على أداء عملية فصل الأغشية. تم تحضير أغشية الترشيح الفائق بطريقة انعكاس الطور باستخدام أربعة أنواع من البوليمرات: Gly سلفون (PSU) ، بولي إيثر سلفون (PES) ، بولي فينيل فلوريد (PVDF) ، وبولي أكريلونيتريل (PAN) بتركيزات مختلفة )613% 15% ٠ 177) ، باستخدام ثنائي ميثيل فورماميد (DMF) كمذيب. تم فحص تأثير نوع وتركيز البوليمرات على خصائص الغشاء. تم تطبيق مطياف FTIR (تحويل فورييه للأشعة تحت الحمراء) لمعرفة التركيبات الكيميائية للغشاء. تم استخدام SEM (الفحص المجهري الإلكتروني) لمقارنة هيكل cling كل نوع من أنواع الغشاء. تم استخدام AFM (الفحص المجهري للقوة الذرية) للتحقيق في توصيف وخشونة الأغشية. تمت دراسة عوامل التشغيل المختلفة مثل تأثير تركيز الصبغة عند 100 جزء في المليون على تدفق الماء ونسبة الرفض وضغط التشغيل في حدود(2 إلى 7( بار باستخدام نظام التدفق المتقاطع. أظهرت نتائج هذه الخصائص أن غشاء PSU بتركيز 717 كان أفضل jus لتطبيق غشاء الترشيح الفائق. يمكن إثبات ذلك من خلال نتائج الاختبار ، حيث كان معدل الرفض لكلا النوعين من الأصباغ (أي الملكيت الأخضر والكونغو الأحمر) في حدود (99.42 م9 و 7.93.02( بين )2 و 7) بار ء وهو lel معدل رفض مقارنة إلى الأغشية الأخرى. من أجل تحسين نفاذية وكفاءة إزالة غشاء الترشيح الفائق ، تم تحسين غشاء البوليمر باستخدام الجسيمات النانوية. تم استخدام أكسيد السيليكون (SiO2) بتركيز 0.025 % و 900.050 و 70.075 مع الحفاظ على GLE تركيز بوليمر PSU عند 17/. تم فحص خصائص أغشية 5102 المركبة أيضًا باستخدام FTIR و SEM و AFM والمسامية وتدفق الماء والرفض. لوحظ اختلاف في التشكل الهيكلي للأغشية مع التركيزات المختلفة للجسيمات النانوية 5102. ساعدت إضافة جزيئات 5102 النانوية على زيادة مسامية الأغشية. حيث تم اكتشاف تحسن أداء الأغشية المركبة من حيث النفاذية. تم تحديد التركيز الأمثل للجسيمات النانوية 5102 بنسبة 70.025 بالوزن في غشاء sls UF على تركيبات محلول الصب 6 والخصائص الميكانيكية للأغشية ، والبنى الدقيقة ، وتدفق الماء ، وإزالة الصبغة مقارنة بالغشاء الأصلي. تركيز جزيئات 5102 النانوية المثالي في الترشيح الفائق الغشائي هو 0.025/ ، كفاءة إزالة عالية في النطاق (99.50 و 498.75( و (99.15 و 795.45( بين (2 و 7) بار للأصباغ الكونجو الأحمر والأخضر المالاكيت ، على التوالي. تمت دراسة تأثير تركيز الصبغة على أداء الغشاء المركب PSU بتركيز 0.025 / من جزيئات 2 النانوية. تم استخدام أربعة تراكيز مختلفة )100 ، 75 © 50 ٠ 25 جزء في المليون) من أصباغ الكونغو الأحمر والأخضر المالاكيت. تزداد النفاذية والرفض مع انخفاض تركيز الصبغة. عندما كان تركيز الصبغة 25 جزء في المليون ، كانت نفاذية الغشاء 17.75 و 12.99 لتر /م 2 ساعة ، وكذلك رفض الصبغة ، كانت 9099.80 و 99.71/ للأصباغ الكونجو الأحمر والأخضر الملكيت ، على التوالي.

This research aimed to investigate ultrafiltration membranes were prepared by phase inversion method using four types of polymers: polysulfone (PSU), polyethersulfone (PES), polyvinylidenefluoride (PVDF), and polyacrylonitrile (PAN) with different concentrations (13, 15, and 17 wt.%), using Dimethylformamide (DMF) as a solvent to remove two types of dyes: Malachite Green and Congo Red dyes . The effect of the type and concentration of polymers on the membrane properties was examined extensively. FTIR (Fourier Transform Infrared) Spectrometer was applied to know the membrane's chemical compositions. SEM (Scanning Electron Microscopy) was used to compare the structure and construction of each membrane type. AFM (Atomic Force Microscopy) was used to investigate the characterization and roughness of the membranes. Different operating factors that affect the permeate flux and dye rejection were studied using the cross-flow system such as dye concentration, operating pressure, and the type and concentration of polymers in membranes. The results of these characterizations demonstrated that the PSU membrane at a concentration of 17 wt.% was the best choice for ultrafiltration membrane application. This can be proven through the test results, where the rejection rate for both types of dyes (i.e. Malachite Green and Congo Red) was in the range of (99.42 and 93.02%) between 2 and 7 bar, which is the highest rejection rate compared to that of the other membranes. In order to improve permeability and the removal efficiency of the ultrafiltration membrane, the polymer membrane was improved by using nanoparticles. Silicon oxide (SiO2) was used at a concentration of 0.025, 0.050, and 0.075 wt.% while keeping the PSU polymer concentration constant at 17 wt.%. The properties of the composite SiO2 membranes were also examined using FTIR, SEM, AFM, porosity, water flux, and rejection. A difference in the structural morphology of the films was observed with the different concentrations of the SiO2 nanoparticles. The addition of SiO2 nanoparticles helped to increase the porosity of the membranes. Where it was discovered that the performance of composite membranes improved in terms of permeability. The optimal SiO2 nanoparticles concentration was determined as 0.025 wt% in the UF membrane based on the compositions of the casting solution, mechanical properties of the membranes, microstructures, water flux, and removal of dye in comparison with the pristine membrane. The ideal SiO2 nanoparticles concentration in the membrane ultrafiltration is 0.025 wt.%, a high removal efficiency in the range (99.50 and 98.75 %) and (99.15 and 95.45 %) between 2 and 7 bar for Congo red and Malachite green dyes, respectively. The effect of dye concentration on the performance of the PSU composite membrane with a concentration of 0.025 wt.% of SiO2 nanoparticles was also studied. Four different concentrations (100, 75, 50, and 25 ppm) of Congo red and Malachite green dyes were used. The permeability and rejection increase as the dye concentration decreases. When the dye concentration was 25 ppm, the membrane permeability was 17.75 and 12.99 L/m2.h, and the dye rejection was 99.80 and 99.71 % for Congo red and Malachite green dyes, respectively. This study's outcomes can help choose the best composite ( PSU 17% and SiO2 0.025 UF) membrane to remove dyes from wastewater.

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