ساخت و اصلاح خواص غشای نانوفیلتراسیون بر پایه پلی وینیل‌کلراید با استفاده از ماده فعال‌کننده سطحی‌آنیونی سدیم دو دسیل سولفات جهت تصفیه آب

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه اراک، ایران

چکیده

در این کار تحقیقاتی غشای نانوفیلتراسیون پلیمری بر پایه پلیمر پلی وینیل کلراید با استفاده از مخلوط حلال‌های دی‌متیل استامید و تتراهیدروفوران به نسبت 85:15 ساخته شد. روش ساخت غشاها با استفاده از تکنیک تهیه محلول پلیمری به‌صورت فیلم نازک و غوطه‌وری در حمام غیر حلال و تغییر فاز فیلم پلیمری صورت پذیرفت. اثر غلظت‌های مختلف ماده فعال‌کننده سطحی آنیونی و آب‌دوست سدیم دو دسیل سولفات در محلول پلیمری بر زمان تغییر فازی و عملکرد غشاها مورد بررسی قرار گرفت. جهت ارزیابی غشاهای تهیه شده، آزمایشات شار، انتخاب‌پذیری، محتوای آب و ساختارشناسی به کمک میکروسکوپ الکترونی انجام شد. نتایج نشان می‌دهد افزودن سدیم دودسیل سولفات به محلول پلیمری باعث به وجود آمدن لایه جداساز متراکم‌تر در مقایسه با غشای تهیه شده از پلی وینیل کلراید خالص شده است. به علاوه در غشاهای دارای این ماده نسبت به غشای خالص پلیمری، میزان شار کاهش و انتخاب‌پذیری غشا‌ها افزایش یافته است. میزان غلظت بهینه سدیم دو دسیل سولفات برابر با 45/0% وزنی است که باعث بهبود انتخاب‌پذیری نمک به میزان 67/21% در مقایسه با غشای خالص شده است.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Fabrication and Modification of Polyvinylchloride-based Nanofiltration Membrane by Using Sodium Dodecyl Sulfate as Anionic Surfactant for Water Treatment

نویسندگان [English]

  • Abdolreza Moghadassi
  • Ehsan Bagheripour
  • Sayed Mohsen Hosseini
Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Arak University, Arak, Iran
چکیده [English]

In the current research, polyvinylchloride (PVC)-based nanofiltration membrane was prepared by using a mixture of N, N dimethylacetamide (DMAC) and tetrahydrofuran (THF) at a constant ratio of 85:15 as the solvent. The membranes were fabricated by a phase inversion method and casting solution technique. The effects of different ratios of anionic sodium dodecyl sulfate (SDS) in casting solution on membrane performance and phase inversion time were investigated. Flux, selectivity, water content, and the SEM of cross sectional of membranes were studied. The SEM results indicate a denser top layer for the membrane containing SDS compared to the pristine one. Also, the modified membrane containing 0.45 wt.% SDS showed better performance compared to the others
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanofiltration Membrane
  • Polyvinylchloride
  • Phase Inversion
  • Sodium Dodecyl Sulfate
[1]. Butarewicz A. and Szczykowska J., 6th International Scientific and Technical Conference, Water Supply and Water Quality, Poznan, 2004.##

[2]. Jeó-Walkowiak J. and Sozanski M., 6th International Scientific and Technical Conference, Water Supply and Water Quality, Poznan, 2004.##

[3]. Puszkarewicz A. and Kaleta J., 6th International Scientific and Technical Conference, Water Supply and Water Quality, Poznan, 2004.##

[4]. Dz U., “Regulations of the polish minister of health,” No. 203, 19.11. 2002, Point 1718, App. 1. Microbiological requirements, App. 2, Physicochemical requirements,##

[5]. Mulder M., “Basic principles of membrane technology”, 2nd ed., Kluwer Academic, Dordrecht, The Netherlands, 1996##.

[6]. Rautenbach R. and Albrecht R., Membrane Processes, Wiley, ISBN, 978-0-471-91110-4, 1989.##

[7]. Van der Bruggen B. and Vandecasteele C., “Removal of pollutants from surface water and groundwater by nanofiltration: overview of possible applications in the drinking water industry”, Environ. Poll. ,122(3), pp. 435-445.##

[8]. Hosseini S. M., Madaeni S. S., Khodabakhshi A. R., and Zendehnam A., “Preparation and surface modification of PVC/SBR heterogeneous cation exchange membrane with silver nanoparticles by plasma treatment”, Journal of Membrane Science, 365, pp. 438–446, 2010.##

[9]. Xu J., Xu Zh. L., “Poly(vinyl chloride) (PVC) hollow fiber ultrafiltration membranes prepared from PVC/additives/solvent”, Journal of Membrane Science, 208, pp. 203–212, 2002.##

[10]. Gholami A., Moghadassi A. R., Hosseini S. M., Shabani S., and Gholami F., “Preparation and characterization of polyvinyl chloride based nanocompositenanofiltration-membrane modified by iron oxide nanoparticles for lead removal from water”, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 20, pp. 1517-1522, 2014.##

[11]. Mansourpanah Y., Madaeni S. S., and Rahimpour A., “Fabrication and development of interfacial polymerized thin-film composite nanofiltration membrane using different surfactants in organic phase; study of morphology and performance”, J. Membr. Sci., 343, pp. 219–228, 2009.##

[12]. Yamasaki A., Tyagi R. K., Fouda A. E., Jonnason K., and Matsuura T., “Effect of SDS surfactantas an additive on the formation of asymmetric polysulfone membranes forgas separation,” in: I. Pinnau, B.D. Freeman (Eds.)”, Membrane Formation and Modification, (Chapter 6), 2000.##

[13]. Alsari A. M., Khulbe K. C., and Matsuura T., “The effect of sodium dodecyl sulfate solutionsas gelation media on the formation of PES membranes”, Journal of Membrane Science, 188, pp. 279–293, 2001.##

[14]. Bagheripour E., Moghadassi A. R., Hosseini S. M., “Novel nanofiltration membrane with low concentration of polyvinylchloride: Investigation of solvents’ mixing ratio effect (Dimethyl acetamide/Tetrahydrofuran)”, Arabian Journal of Chemistry, In Press, Available online, 2 Feb. 2014.##

[15]. Vankelecom I. F. J., De Smet K., Gevers L. E. M., and Jacobs P. A., “Nanofiltration membrane materials and preparation, in: A.G. Sch¨ afer, A.G. Fane, T. D. White (Eds.)”, Nanofiltration, Principles and Applications, Elsevier, Oxford, pp. 33–65. (Chapter 3), 2005.##

[16]. Vandezande P., Gevers L. E. M., and Vankelecom I. F. J., “Solvent resistant nanofiltra- tion: separating on a molecular level”, Chem. Soc. Rev. 37 (2), pp. 365–405, 2008.##

[17]. Madaeni S. S., Arast N., Rahimpour F., and Arast Y., “Fabrication optimization of acrylonitrile butadiene styrene (ABS)/polyvinylpyrrolidone (PVP) nanofiltration membrane using response surface methodology”, Desalination 280, pp. 305–312, 2011.##

[18]. Alka G. and Boricha Z. V. P. Murthy, “Preparation of N,O-carboxymethyl chitosan/cellulose acetate blend nanofiltration membrane and testing its performance in treating industrial wastewater”, Chemical Engineering Journal, 157, pp. 393–400, 2010.##

[19]. Hua L., Zhang S., Hand R., and Jian X., “Preparation and performance of novel thermally stable polyamide/PPENK composite Nano filtration membranes”, Applied Surface Science, Vol. 258(22), pp. 9047-9053, 2012.##

[20]. Soo Lee H., JoonIm S., Hak Kim J., Jin Kim H., Pyo Kim J., and Ryul Min B., “Polyamide thin-film nanofiltration membranes containing TiO2 nanoparticles”, Desalination, Vol. 219, pp. 48–56, 2008.##

[21]. Ghaemi N., Madaeni S. S., Alizadeh A ., Daraei P., Vatanpour V., and Falsafi M., “Fabrication of cellulose acetate/sodium dodecyl sulfate Nano filtration membrane: Characterization and performance in rejection of pesticides”, Desalination, Vol. 290, pp. 99-106, 2012.##

[22]. Saljoughi E. and Mohammadi T., “Cellulose acetate (CA)/polyvinylpyrrolidone (PVP) blend asymmetric membranes: Preparation, morphology and performance”, Desalination, Vol. 249 (2), pp. 582-584, 2009.##

[23]. Ghaemi N., Madaeni S. S., Alizadeh A., Daraei P., Zinatizadeh A., Rahimpour F., “Separation of nitro phenols using cellulose acetate Nano filtration membrane: Influence of surfactant additive”, Separation and Purification Technology, Vol. 85, pp. 147-156, 2012.##

[24]. Kimura K., Amy G., Drewes J., and Watanabe Y., “Adsorption of hydrophobic compounds onto NF/RO membranes: an artifact leading to overestimation of rejection”, Journal of Membrane Science, Vol. 221, pp. 89-101, 2003.##

[25]. Nghiem L. and Schäfer D., A. I., “Critical risk points of Nano filtration and reverse osmosis Processes in water recycling applications”, Desalination, Vol. 187, pp. 303-312, 2006.##