علیرضا خدابخشی

در سال های اخیر غشاهای تبادل یون به طور گسترده ای مورد مطالعه قرار گرفته اند و به عنوان جداسازهای فعال در فرآیندهای الکتروغشایی مانند الکترودیالیز به کار گرفته شده اند. ساخت غشاهای تبادل یون با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی بهینه می تواند جایگاه مناسبی را در صنعت بازیافت و تصفیه آب و پساب ایجاد نماید. به منظور بهبود و اصلاح خواص غشاهای تبادل یون، روش های متعددی به کار گرفته شده است که از آن جمله می توان به انتخاب پلیمر مناسب پایه غشاء، اختلاط پلیمرهای پایه، تغییر نوع و میزان غلظت گروه های عاملی، اصلاح سطحی و استفاده از مواد افزودنی معدنی مانند جذب کننده های فعال سطحی و نانوذرات مختلف اشاره نمود. در این پژوهش، غشاهای تبادل کاتیونی ناهمگن نانو کامپوزیت بر پایه ی پلی کربنات و پلی وینیل کلراید با استفاده از حلال تتراهیدروفوران، پودر رزین تبادل کاتیونی و میزان مقادیر مختلفی از نانوذرات سیلسیم اکسید تهیه شدند. غشاها به روش قالب گیری محلول پلیمری و تکنیک تغییر فاز ساخته شدند و اثر غلظت نانوذرات سیلس بر خواص الکتروشیمیایی و ساختاری غشاها مورد بررسی قرار گرفت. آنالیزهای عکسبرداری نوری، عکسبرداری الکترونی روبشی، طیف سنجی مادون قرمز و طیف سنجی پرتو ایکس جهت بررسی خواص ساختاری و تأیید حضور نانوذرات در غشاهای تهیه شده مورد استفاده قرار گرفتند. همچنین نتایج آزمایش های دیگر نشان دادند که افزودن نانوذره سیلسیم اکسید به بافت غشاها، زاویه تماس آب با سطح غشاء را به مراتب کاهش داد و در نتیجه آبدوستی سطحی غشاها افزایش یافت. محتوای آب غشاها در ابتدا با افزودن نانوذرات تا غلظت 5/0% وزنی کاهش یافت اما در ادامه با افزایش بیشتر غلظت نانوذرات بهبود پیدا کرد. ظرفیت تبادل یونی و غلظت یون های ثابت با افزایش غلظت نانوذرات تا 1% وزنی روند صعودی داشتند اما در ادامه کاهش پیدا کردند. پتانسیل، عدد انتقالی یونی و انتخابگری غشاها با افزودن نانوذرات تا غلظت 1% وزنی افزایش یافتند اما در ادامه روند رو به کاهشی داشتند. شار و نفوذپذیری غشاها در ابتدا با افزودن نانوذرات تا غلظت 5/0% وزنی کاهش یافتند و سپس روند رو به افزایشی را با افزایش بیشتر غلظت نانوذرات نشان دادند. علاوه براین، نتایج نشان داد که افزودن نانوذرات به مراتب باعث کاهش قابل توجهی در مقاومت الکتریکی غشاها می شود. همچنین پایداری اکسیداسیون غشاهای تهی