مروری بر عملکرد غشاهای نانوفیلتراسیون اصلاح شده با نانومواد معدنی، کربنی و ترکیبی از آن‎ها

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران.

2 دانشجوی دکتری، گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران.

3 استادیار، گروه شیمی کاربردی ، دانشکده نفت و گاز گچساران، دانشگاه یاسوج ، گچساران، ایران.

چکیده

امروزه غشاها با توجه به مزایایی که دارند از جمله توانایی حذف بالا و سادگی در راهبری کاربرد زیادی در صنعت دارند ولی گرفتگی غشا عاملی مهم در محدودیت این فرآیند است، که به خاصیت آب‌گریزی مواد سازنده غشا مربوط می‌شود. اسمز معکوس و نانو فیلتراسیون برای تصفیه آب مورد استفاده قرار می‎گیرند؛ اما با توجه به این‌که فرآیند نانوفیلتراسیون در فشار پایین‌تری راهبری می‎شود و در تصفیه آب، پساب و نمک‎زدایی نقش زیادی دارد، به‌کارگیری نانوفیلتراسیون مقرون به‎صرفه‌تر است. امروزه پژوهش‎های زیادی در راستای بهبود توانایی حذف نمک ها و هم‌چنین کاهش گرفتگی غشا نانوفیلتراسیون صورت‌گرفته است. گرفتگی غشا بزرگترین وچالش برانگیزترین مانع در اجرای فرایندهای غشایی است و به‌مقدار زیادی عملکرد غشا و عمر غشا را کاهش و هزینه‎های عملیاتی را افزایش می‎دهد. در این مقاله مروری، روش‎های مختلف اصلاح غشای نانوفیلتراسیون با استفاده از نانو مواد معدنی، کربنی و هم‌چنین مواد ترکیبی معدنی/کربنی به‌منظور بهبود عملکرد غشای نانوفیلتراسیون مورد بررسی قرارگرفته است.

کلیدواژه‌ها


 
اسداله فردی، ا.، غ.، موسوی، س.ز.، و موسوی، س.م.، (1396)، "مروری بر دستاوردهای اخیر در زمینه ساخت غشاء نانوفیلتراسیون در تصفیه آب"، دومین کنفرانس ملی یافته‌های نوین پژوهشی و آموزشی عمران معماری شهرسازی و محیط‌زیست ایران، تهران.
بنده علی، س.، مقدسی، ع.، پرویزیان، ف.، و حسینی، س.، (1398)، "بهبود عملکرد جداسازی غشاهای نانوفیلتراسیون برپایه پلی‌اترایمید توسط نانوذرات عامل‌دار دی اکسید تیتانیوم"، پژوهش نفت، 29(98-6)، 108-119.
پرویزیان، ف.، سعدی، س.، حسینی، س.م.، و بنده علی، س.، (1399)، "مطالعه و بررسی تأثیر نانو ذرات روی اکسید بر بهبود عملکرد غشاهای نانوفیلتراسیون بر پایهPVDF/PES "، پژوهش نفت، 30(99-2), 113-126.
فریدی، ا.، و سروری، م.، (1394)، "تصفیه آب با استفاده از غشای پلیمری نانوفیلتراسیون"،  فناوری نانو، 14(215)، 27-36.
صرافزاده، م.ح.، (1396)، "ارزیابی فنی و اقتصادی روش‌های نمک‌زدایی از آب دریا با درنظر گرفتن ویژگی‌های بومی در نقاط مختلف دنیا"، علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 2(1)، 28-37.
رودسری، ل.پ.، هراتیان، پ.، وندی، س.س.، گانی، س.ل.، و بوستانی، ا.، (1391)، "کاربرد فیلتراسیون غشایی در صنعت ماءالشعیر"، فصلنامه علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران، 7(5)، 877-886.
عشقی‌پور، ر.، مقدسی، ع.، حسینی، س.م.، و باقری‌پور، ا.، (1394)، "بررسی تاثیر نانوذرات اکسید روی بر خواص فیزیکی و عملکرد جداسازی غشاء نانوفیلتراسیون بر پایه پلی وینیل کلراید"، نشریه علمی فرآیند نو، 11(55)، 5-16.
غلامی، ن.، و مهدوی، ح.، (1399)، "مروری بر غشاهای نانوصافش بستر مختلط بر‎پایه پلی سولفون و پلی اترسولفون/ نانوذرات کربنی"، پژوهش‌های کاربردی در شیمی، 14(4)، 1-24.
قنواتی نسب، ع.، و ابراهیمی، م.، (1395)، "مطالعه‌ای مروری بر غشا وبررسی انواع فرایندهای جداسازی غشایی"، سومین کنفرانس سراسری نوآوری های اخیر در شیمی و مهندسی شیمی، تهران.
کتابی, م.، و دهقانی، ا.، (1395) ، "مروری بر روشهای نوین اصلاح سطح غشاهای پلیمری برای کاهش رسوب بیوکلوئیدی"، سومین کنفرانس ملی و اولین کنفرانس بین‌المللی پژوهش‌های کاربردی در علوم شیمی و مهندسی شیمی و سومین کنفرانس ملی و اولین کنفرانس بین‌المللی پژوهش‌های کاربردی در زیست‌شناسی، تهران.
مرادی، س.، مقدسی، ع.، و بنده علی، س.، (1399)، "اصلاح غشاهای نانوفیلتراسیون بر پایه پلی‌اترسولفون PES توسط افزودن نانوذرات اکسید آهن اصلاح شده با سورفاکتانت سدیم‌سیترات"، نشریه علوم و مهندسی جداسازی، 12(2)، 1-17.
مقدسی، ع.، پور، ا.ب.، حسینی، س.، و پرویزیان، ف.، (1398)،  "اصلاح سطح غشای نانوفیلتراسیون بر پایه پلی اتر سولفون با استفاده از لایه نازک پلیمری کیتوسان- نانو صفحه هایگرافن اکساید جهت کاهش گرفتگی و بهبود عملکرد غشا"، مجله پژوهش نفت، 29(105)، 46-60.
مقدسی، ع.، نژاد، م.ا.، پرویزیان، ف.، حسینی، س.، و پور، ا.ب.، (1397)، "اصلاح خواص جداسازی و ساختاری غشای نانوفیلتراسیون بر پایه پلی اتر سولفون با استفاده از نانوذرات سولفونه شده اکسید سیلیس"، مجله پژوهش نفت، 28(100)، 122-108.
نبی‌زاده مقدم، ن.، رمضانیان، ن.، و ظهوری، غ.، (1394)، "غشاهای پلیمری و کاربرد آن در تصفیه آب"، پنجمین همایش علمی مهندسی فرآیند، پالایش و پتروشیمی، تهران.
یادگاری، ف.، عبداله‌زاده شرقی، ا.، و عدل، م.، (1396)، "حذف بیولوژیکی نیترات از آب آشامیدنی در سیستم هیبریدی بیوراکتور انوکسیک - بیوراکتور غشایی"، علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 2(2)، 24-33.
Abadikhah, H., Naderi Kalali, E., Khodi, S., Xu, X., and Agathopoulos, S., (2019), "Multifunctional thin-film nanofiltration membrane incorporated with reduced graphene oxide@ TiO2@ Ag nanocomposites for high desalination performance, dye retention, and antibacterial properties", ACS Applied Materials and Interfaces, 11(26), 23535-23545.
Abdi, G., Alizadeh, A., Zinadini, S., and Moradi, G., (2018), "Removal of dye and heavy metal ion using a novel synthetic polyethersulfone nanofiltration membrane modified by magnetic graphene oxide/metformin hybrid" Journal of Membrane Science, 552(15), 326-335. 
Ji, Y., Qian, W., Yu, Y., An, Q., Liu, L., Zhou, Y., and Gao, C., (2017), "Recent developments in nanofiltration membranes based on nanomaterials", Chinese Journal of Chemical Engineering, 25(11), 1639-1652.
Obotey Ezugbe, E., and Rathilal, S., (2020), "Membrane technologies in wastewater treatment: A review", Membranes, 10(5), 89.
Pang, W.Y., Ahmad, A.L., and Zaulkiflee, N.D., (2019), "Antifouling and antibacterial evaluation of ZnO/MWCNT dual nanofiller polyethersulfone mixed matrix membrane", Journal of Environmental Management, 249, 109358.
Safarpour, M., Vatanpour, V., Khataee, A., and Esmaeili, M., (2015), "Development of a novel high flux and fouling-resistant thin film composite nanofiltration membrane by embedding reduced graphene oxide/TiO2", Separation and Purification Technology, 154, 96-107.
Vatanpour, V., and Haghighat, N., (2019), "Improvement of polyvinyl chloride nanofiltration membranes by incorporation of multiwalled carbon nanotubes modified with triethylenetetramine to use in treatment of dye wastewater", Journal of Environmental Management, 242, 90-97.
Xu, Y., Peng, G., Liao, J., Shen, J., and Gao, C., (2020), "Preparation of molecular selective GO/DTiO2-PDA-PEI composite nanofiltration membrane for highly pure dye separation", Journal of Membrane Science, 601, 117727.
Zarrabi, H., Yekavalangi, M. E., Vatanpour, V., Shockravi, A., and Safarpour, M., (2016), "Improvement in desalination performance of thin film nanocomposite nanofiltration membrane using amine-functionalized multiwalled carbon nanotube", Desalination, 394, 83-90.
Zhao, F.-Y., Ji, Y.-L., Weng, X.-D., Mi, Y.-F., Ye, C.-C., An, Q.-F., and Gao, C.-J., (2016), "High-flux positively charged nanocomposite nanofiltration membranes filled with poly (dopamine) modified multiwall carbon nanotubes" ACS Applied Materials and Interfaces, 8(10), 6693-6700.