بررسی اثر مواد سورفکتانت‌های آنیونی و کاتیونی بر عملکرد غشاء پلی‌آمیدی نانوفیلتراسیون

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی شیمی، واحد گچساران، دانشگاه آزاد اسلامی، گچساران، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی شیمی، واحد گچساران، دانشگاه آزاد اسلامی، گچساران، ایران

چکیده

رشد جمعیت و صنعتی شدن کشورهای در حال توسعه باعث کاهش کیفیت و کمیّت منابع آب شده است. تکنولوژی‌های تصفیه و خالص‌سازی آب معدنی در فرایندهای جداسازی غشایی به سرعت در حال پیشرفت هستند. در این پژوهش اثر مواد فعال سطحی آنیونی و کاتیونی بر عملکرد غشاء پلی‌آمیدی نانوفیلتراسیون به‌طور آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. غشاهای نانوفیلتراسیون با افزودن مواد فعال سطحی آنیونی سدیم دودسیل سولفات (SDS) و مواد فعال سطحی کاتیونی هگزا دسیل تری متیل آمونیوم برماید (CTAB) و کاتیونی هگزا دسیل تری متیل آمونیوم بروماید ساخته شد و سپس آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف‌سنجی تبدیل فوریه انجام شد. بیشترین درصد دفع نمک مربوط به غشاء نانوفیلتراسیون پلی‌آمید بدون افزودن مواد فعال سطحی با مقدار 16/91 درصد در زمان 180 دقیقه به‌دست آمد. همچنین بیشترین مقدار شار آب عبوری از غشاء نانوفیلتراسیون پلی آمید مربوط به زمان 30 دقیقه و حالتی که 10/0 درصد وزنی مواد فعال سطحی آنیونی به غشاء افزوده می‌شود که در این حالت مقدار شار آب عبوری از غشاء نانوفیلتراسیون پلی آمید L/m2.hr 76/37 حاصل شد. در حالتی که 10/0 درصد وزنی مواد فعال سطحی آنیونی به غشاء افزوده شد، شار آب عبوری از غشاء 80/41 درصد نسبت به غشا خالص بدون افزودنی، افزایش پیدا کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of the Effect of Anionic and Cationic Surfactants on the Performance of Polyamide Membrane Nanofiltration

نویسندگان [English]

  • Mohammad Sadeghi 1
  • Dariush Emadzadeh 2
1 MSc Student, Faculty of Chemical Engineering, Gachsaran Branch, Islamic Azad University, Gachsaran, Iran
2 Assist. Prof. Faculty of Chemical Engineering, Gachsaran Branch, Islamic Azad University, Gachsaran, Iran
چکیده [English]

Over the past decades, the sharp increase in population growth and industrialization in developing countries has reduced the quality and quantity of water resources. Water Treatment and purification technologies are rapidly developing in membrane separation processes. In this study, the effect of anionic and cationic surfactants on the performance of polyamide membrane nanofiltration was investigated experimentally. Nanofiltration membranes were constructed by adding anionic surfactant Sodium Dodecyl Sulfate and Hexadecyltrimethyl ammonium bromide cationic with a filming machine. The highest percentage of salt excretion related to the polyamide nanofiltration membrane without adding surfactant with the amount of 16.19% at 180 minutes. Also, the greatest amount of water flowing from the polyamide nanofiltration membrane is related to the time of 30 minutes and the state where the anionic surfactant is added to the membrane by weight of 10%. In this case, the amount of water flowing through the membrane of polyamide nanofiltration was 37.76 L/m2. When anionic surfactant was added to the membrane at a rate of 10%, the membrane water flux was 41.48% higher than the pure membrane (no additive).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Surfactant
  • Cationic
  • Anionic
  • Membrane
  • Polyamide
  • Nanofiltration

Adibfar, A. 2012. Technical economic comparison of MED, MSF & RO, and select the optimized desalination technologies. Solar Energy, 4(61), 44-91.

Ahsan, A. & Fukuhara, T. 2010. Modelling and simulation of nanofiltration membranes. Cuvillier Verlag, 21, 37-32.

Artug, G. 2007. Modelling and simulation of nanofiltration membranes. Cuvillier Verlag, 21, 32-37.

Bagheripour, E., Moghadassi, A. R. & Hosseini, S. M. 2014. Novel nanofiltration membrane with low concentration of polyvinylchloride: investigation of solvents’ mixing ratio effect (Dimethyl acetamide/Tetrahydrofuran). Arabian Journal of Chemistry, 12, 32-34.

Boo, B., Elimelech, M. & Hong, S. 2013. Fouling control in a forward osmosis process integrating seawater desalination and wastewater reclamation. Journal of Membrane Science, 444, 148-156.

Dolatabadi, M., Ahmad Akbari, M. Karampour, F. & Younes Nia Lehi, A. 2017. Preparation of new nanofiltration membranes using functional carbon nanotubes to separate penicillin from medicinal waste. First International Conference on Modern Technologies in Science, Amol, Amol University of Technology, 1-7. (In persain).

Ghanbari, M., Emadzadeh, D., Lau, W.J., Matsuura, T., Davoody, M. & Ismail, A.F. 2015. Super hydrophilic TiO2/HNT nanocomposites as a new approach for abrication of high performance thin film nanocomposite membranes for FO application. Desalination, 371, 104-114.

Mesvare, S., Arojalian Mashhadi, A. & Reyesi, A. R. 2016. Nanofiltration membrane containing carbon nanotubes for water purification. Iran Water and Wastewater Science and Engineering Congress, Tehran, Iran Water and Wastewater Association (affiliated with the Commission of Scientific Society of Iran) - Tehran University - Water and Sewage Engineering Company of Iran, 1-6. (In persain).

Moghaddasi, A., Bagheripoor, E. & Hosseini, S.M. 2015. Construction and modification of polyvinyl chloride-based nano-filtration membrane properties using a sodium iodide-sulfate anionic surfactant for water purification. Petroleum Research, 25, 61-71.

Rahimpour, A., Madaeni, S.S. & Mansourpanah,Y. 2007. The effect of anionic, non-ionic and cationic surfactants on morphology and performance of polyethersulfone ultrafiltration membranes for milk concentration. Journal of Membrane Science, 296, 110-121.

Rahimpour, M., Jahanshahi, A. & Mollahosseini Rajaeian, B. 2012. Structural and performance properties of UV-assisted TiO2 deposited nano-composite PVDF/ SPES membranes. Desalination, 285, 31-38.

Tretheway, D.C. & Meinhart, C.D. 2002. Apparent fluid slip at hydrophobic microchannel walls. Physics of Fluids, doi: 10.1063/1.1432696.