حمیدرضا سنایی پور

هدف پژوهش حاضر، ساخت غشای شبکه آمیخته با استفاده از پلیمر پلی فنیل سولوفون به منظور حذف یون کادمیوم از محیط‌های آبی است. برای بهبود آب‌دوستی پلی فنیل سولفون، از فرآیند سولفوناسیون جهت سولفونه کردن آن استفاده شد. مقاومت مکانیکی و پایداری پلیمر پلی فنیل سولفون در محیط‌های آبی، پس از فرآیند سولفوناسیون به شدت کاهش یافت. به همین دلیل در محلول پلیمری، از پلیمر پلی اترایمید، به دلیل مقاومت مکانیکی بالا و فیلم پذیری بسیار خوب، برای جبران ضعف پلی فنیل سولفون سولفونه استفاده شد. برای بهبود شار غشا و افزایش پس‌زنی یون کادمیوم، از نانوذرات چارچوب کووالانسی تریازین اصلاح شده به یون آهن (II) استفاده شد. برای دستیابی به ترکیب درصد بهینه برای غلظت پلیمرها، ابتدا غشاهایی با غلظت‌های مختلف از پلی فنیل سولفون سولفونه/ پلی اترایمید، به روش وارونگی فازی، ساخته شد. بر اساس عملکرد این غشاها در پس‎زنی یون کادمیوم و میزان شار آب خالص، مقدار بهینه برابر 15 درصد وزنی پلی فنیل سولفون سولفونه (نسبت به جامد)، به دست آمد. از این ترکیب برای پایه‎ی غشاهای شبکه آمیخته استفاده و درصدهای مختلف نانوذره وارد ساختار غشا شد. غشاهای تهیه شده، با استفاده از آزمون‎های میکروسکوپ الکترونی روبشی و نیروی اتمی، پراش پرتو ایکس، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، کشش، تخلخل سنجی و جذب آب، زاویه تماس آب و آزمایش‎های فیلتراسیون، مشخصه‌یابی شدند. نتایج نشان داد که پس از استفاده از نانوذرات چارچوب کووالانسی تریازین اصلاح شده با یون آهن (II)، ضخامت لایه‎ی فعال سطحی غشا افزایش و لایه‎ی سطحی از حالت متراکم به حالت متخلخل با ساختار اسفنجی تغییر یافت. درصد تخلخل و محتوای آب، با افزایش درصد نانوذره، برای تمام غشاها افزایش یافت. زبری سطح غشا، با افزایش نانوذره تا 3/0 درصد وزنی (نسبت به جامد) افزایش و زاویه‎ی تماس کاهش داشت. کمترین زاویه‌ی تماس مربوط به غشای شبکه آمیخته حاوی 2/0 درصد نانوذره بود. نتایج آزمون کشش نیز، افزایش مقاومت مکانیکی در نتیجه‎ی وارد کردن نانوذره به ساختار غشا را نشان داد. میزان پس‌زنی یون کادمیوم از %91/55 در غشای پلی فنیل سولفون سولفونه/ پلی اترایمید فاقد نانوذره، به %49/78 در غشای حاوی 2/0 درصد نانوذره رسید. همچنین شار آب، افزایش 62/1 برابری نسبت به غشای پلی فنیل سولفون سولفونه/ پلی اترایمید فاقد نانوذره از خود نشان داد.