تصفیه آب-فاضلاب

در این کار ، KClO3 ، K2Cr2O7 و KMnO4 ، محلول در اسید سولفوریک ، برای عملکرد غشاهای پلی سولفون ریز متخلخل (PSf) استفاده شد. ساخته شده توسط روش وارونگی فاز.فاضلاب صنعتی

غلظت مطلوب عامل اکسید کننده و اسید سولفوریک و غوطه وری غشا تعیین شد.

نتایج FTIR نشان داد که شدت جذب اوج -OH و C = O و همچنین انواع گروه های عملکردی در نمونه های تیمار شده توسط KClO3 به ترتیب قابل توجهی بالاتر از نمونه های تیمار شده توسط K2Cr2O7 و KMnO4 است.فاضلاب بهداشتی

  آزمایش های فیلتراسیون آلبومین سرم گاوی (BSA) نشان داد که نسبت رسوب کل (TFR) و نسبت رسوب غیرقابل برگشت (IFR) از 73.4٪ برای غشای PSf بکر به 52.9٪ ، 49.4٪ و 60.4٪ برای غشای تیمار شده توسط مجموعه A (K2Cr2O7) کاهش یافته است. ، به ترتیب مجموعه B (KClO3) و مجموعه C (KMnO4). علاوه بر این ، IFR غشاها به ترتیب از 4/45 درصد برای غشای PSf بکر به 9/29 درصد ، 4/22 درصد و 1/36 درصد برای غشای تیمار شده توسط مجموعه A ، Set B و Set C کاهش یافت.

تجربی

مواد

درجه تجاری PSf Udel P3500 (مگاوات = 77 کیلو دالتون ، Tg = 195oC) ، از Solvay خریداری شده و به عنوان مواد غشایی استفاده می شود.

 معرف معرف n-متیل-2- پیرولیدون (NMP) خریداری شده از Dae-Jung به عنوان حلال استفاده شد. گریدهای تحلیلی کلرات پتاسیم (KClO3) ، پرمنگنات پتاسیم (KMnO4) و دی کرومات پتاسیم (K2Cr2O7) از Merck خریداری شد ، که به عنوان عوامل اکسید کننده استفاده می شود. درجه معرف اسید سولفوریک از Merck خریداری شده است ، که به عنوان یک حلال برای عوامل اکسید کننده استفاده می شود. از پلی اتیلن گلیکول (PEG 200) خریداری شده از Merck به عنوان افزودنی غیر حلال تشکیل منافذ در محلول ریخته گری استفاده شد. آلبومین سرم گاوی (BSA ، Mn  67 kDa) ، خریداری شده از سیگما-آلدریچ ، به عنوان ماده ارگانیک برای ارزیابی عملکرد غشا استفاده شد. محلول بافر با استفاده از درجه درجه تحلیلی درجه HPLC آب (کمتر از 18 مگاوات) تهیه شد و pH در 4.8 تنظیم شد تا پروتئین BSA را در شرایط ایزوالکتریک نگه دارد. همه مواد شیمیایی همانطور که دریافت شده بود بدون هیچ گونه تصفیه دیگری استفاده شد مگر اینکه خلاف آن توضیح داده شود لوله کاروگیت

 

ساخت غشای PSf میکرو متخلخل ورق تخت

غشاهای PSf ورق تخت با استفاده از روش وارونگی فاز با توجه به مقادیر مطلوب پلیمر ، مواد افزودنی و حلال که در کار قبلی ما شرح داده شد ، ساخته شدند [31]. مقادیر PSf و PEG 200 اندازه گیری شده در حلال NMP حل شد. ازن محلول پیش بینی شده آماده شده در دمای 60 درجه سانتیگراد بدون هم زدن بیشتر برای 24 ساعت نگه داشته شد تا حباب آزاد شود. پس از آن ، محلول dope با استفاده از یک تیغه پزشک با ضخامت 250 میلی متر بر روی صفحه شیشه ای الکترواستاتیک ریخته شد و پس از آن در یک حمام انعقادی حاوی آب دیونیزه (DI) غوطه ور شد تا جدایی فاز را القا کند. غشاهای ساخته شده در کوره خلا oven در دمای اتاق به مدت 24 ساعت خشک شدند. کالریمتری اسکن دیفرانسیل (DSC-Shimadzu

60) تجزیه و تحلیل تایید کرد که هیچ NMP در غشای ساخته شده باقی مانده است (داده ها نشان داده نمی شود).

 

 

اصلاح و توصیف سطح غشا

محلول های اکسید کننده با حل شدن مقادیر اندازه گیری شده از عوامل اکسید کننده در مقادیر اندازه گیری شده اسید سولفوریک در شرایط محیط تهیه شده است. اصلاح سطح غشا با غوطه ور شدن غشاهای PSf در محلول های اکسید کننده انجام شد. در این راستا ، غشاهای PSf برای فواصل زمانی خاص در محلول های اکسید کننده خیس شده و متعاقباً در آب DI غوطه ور می شوند تا واکنش اکسیداسیون متوقف شود. غشاهای تیمار شده به مدت 24 ساعت در دمای اتاق در کوره خلاuum خشک شدند.

نتیجه

غشاهای پلیمری تهیه شده توسط مواد پلیمری آبگریز مانند PSf و پلی الفین از جمله پلی اتیلن و پلی پروپیلن از عملکرد ضعیفی رنج می برند که کاربرد آنها را در بازیابی تصفیه پروتئین و بیوراکتورهای غشایی محدود می کند. ماهیت آبگریز ذاتی آنها همچنین باعث می شود که در فرآیند های تصفیه و تصفیه پروتئین به راحتی رسوب کنند. کاربردی سازی سطح یک روش کارآمد ، آسان ، مقیاس پذیر و مقرون به صرفه برای معرفی یک گروه قطبی در سطح غشا پلیمری است. سه عامل اکسید کننده قوی و کاملاً مشخص از جمله KClO3 ، K2Cr2O7 و KMnO4 در اسید سولفوریک حل شده و محلول های اکسید کننده تهیه می شود. غلظت مطلوب عوامل اکسید کننده ، اسید سولفوریک و غوطه وری غشا membrane تعیین شد. با توجه به نتایج به دست آمده ، نتیجه گیری شد که غشای PSf تحت تیمار KClO3 به ترتیب عملکرد و ثبات بهتری را برای دوره های طولانی با مقادیر اشباع فرشته تماس نسبتاً پایین تر از K2Cr2O7 و KMnO4 نشان می دهد. تجزیه و تحلیل SEM نشان داد که غشاهای اصلاح شده ، به نظر می رسد لایه زیرین دارای اسفنج مانند منافذ زیر لایه سطح بالایی و انگشت مانند حفره های نزدیک به لایه سطح پایین است. نتایج ATR-FTIR نشان داد که شدت جذب قله –OH ، C = O و C-O در نمونه های تیمار شده توسط KClO3 به ترتیب قابل توجهی بالاتر از نمونه های تیمار شده توسط K2Cr2O7 و KMnO4 است. همچنین ، توزیع اندازه منافذ نشان داد که عملکرد غشاها منجر به بزرگتر شدن منافذ سطح غشا می شود. آزمایش های فیلتراسیون BSA نشان داد که نسبت رسوب گذاری کل (TFR) به میزان قابل توجهی برای غشاهای تحت درمان با محلول های اکسید کننده کاهش می یابد. علاوه بر این ، بخش نسبت رسوب برگشت ناپذیر برای غشا treated تحت درمان کاهش یافته در حالی که قسمت نسبت رسوب برگشت پذیر و بهبود جریان شار افزایش یافته است. این نشان می دهد که ترکیب گروه های عملکردی آب دوست در سطح غشاهای PSf نه تنها مقاومت در برابر رسوب را افزایش می دهد بلکه نسبت رسوب برگشت ناپذیر را نیز کاهش می دهد. به منظور جمع بندی نتایج قبلی و اخیر ، ممکن است به وضوح بیان کنیم که غشا membrane پلیمری خاص به عوامل اکسیدکننده خاصی نیاز دارد. تعیین یک عامل اکسید کننده خاص برای طیف گسترده ای از کاربردها به راحتی امکان پذیر نیست.مخازن اسید