وجودکاتیون های دوظرفیتی مانند برخی از فلزات سنگین در منابع آبی، یکی از چالش ها و نگرانی های امروزه محیط زیست می باشد. به همین جهت تصفیه آب از یون های دوظرفیتی از اهمیت زیادی برخوردار است. یکی از روش های تصفیه آب، استفاده از فرآیند های غشایی می باشد. فرآیند غشایی نانو فیلتراسیون از جمله این فرآیندها است که در جداسازی و حذف کاتیون های دو ظرفیتی از یک ظرفیتی کاربرد دارد. در این پژوهش غشا نانو فیلتراسیون بر پایه مخلوط دو پلیمر پلی وینیل کلراید و پلی متیل متاکریلات در حلال تتراهیدروفوران ساخته شد و با استفاده از نانو ذرات سیلیس مورد اصلاح قرار گرفت. غشاها به روش جدایش فاز و تکنیک غوطه وری در حمام غیر حلال ساخته شدند. در ابتدا نسبت 70 درصد پلی وینیل کلراید به 30 درصد پلی متیل متاکریلات به عنوان نسبت امتزاج پذیری دو پلیمر مشخص شد. جهت به دست آوردن غشا پایه بهینه از روش طراحی آزمایش تاگوچی استفاده شد. سه عامل درصد وزنی پلیمر، زمان تبخیرحلال و ضخامت فیلم کشی به عنوان متغیر های اصلی و دو عامل شار آب و پس دهی یون کلسیم به عنوان متغیرهای پاسخ در نظر گرفته شدند. طبق مدل تاگوچی 16 آزمایش ساخت غشا طراحی شد که از بین این 16 غشا ساخته شده، غشا با زمان تبخیر 15 ثانیه، غلظت پلیمر 14 درصد وزنی و ضخامت فیلم کشی 150 میکرومتر، با توجه به شار عبوری و پس دهی به عنوان مناسب ترین غشا انتخاب شد. در ادامه جهت بررسی اثر نانو ذرات سیلیس بر خواص و عملکرد غشا، نانو ذرات در سه مقدار 3/0 ،5/0 و 7/0 درصد وزنی در بافت پلیمری غشا افزوده شدند. به همین منظور مقادیر درصد محتوای آب، تخلخل، میانگین اندازه حفرات، شار آب و پس دهی یون کلسیم برای هر غشا به دست آمد. از طیف سنجی مادون قرمز جهت بررسی پیوندهای بین پلیمرها و تایید حضور نانو ذرات سیلیس در ساختار غشا، از طیف سنجی فلورسانس اشعه ایکس جهت تایید حضور نانو ذرات در ساختار غشا و از میکروسکوپ نوری جهت عکس برداری از سطح غشاهای تهیه شده استفاده شد. نتایج نشان داد در ابتدا با افزودن نانو ذرات تا 3/0 درصد وزنی، مقادیر درصد محتوای آب، تخلخل، میانگین اندازه حفرات، شار آب و پس دهی یون غشا افزایش یافته است و سپس در غلظت 5/0 درصد وزنی، به دلیل پر شدن حفرات غشا، به جز مقدار پس دهی که افزایشی بود بقیه موارد کاهش یافته است. در غلظت 7/0 درصد وزنی از نانو ذرات، به دلیل انباشتگی نانو ذرات و تشکیل خوشه های بزرگ، آب دوستی غشا کاهش یافت و در نتیجه شار آب و پس دهی غشا نیز روند کاهشی داشت.
