حمیدرضا سنایی پور

پژوهش حاضر به بررسی ساخت غشا نانوفیلتراسیون پلی‌سولفون اصلاح‌شده با نانوساختارهای زئولیتی نقره آمینه‌شده برای بهبود کارایی بازیافت کادمیوم از محلول‌های آلوده می‌پردازد. هدف اصلی این تحقیق، بررسی تأثیر نانوساختارهای زئولیتی نقره بر ویژگی‌های عملکردی غشا است. در این پژوهش، نانوساختارهای زئولیتی نقره با حفرات نانومتری به روش "کشتی در بطری " سنتز شدند. این روش شامل واکنش تبادل یون و تشکیل لیگاندهای آلی-فلزی نقره با افزودن عامل آمینی در حفرات زئولیت است. سنتز نهایی زئولیت‌های اصلاح‌شده تحت آنالیزهای مختلف مانند FE-SEM، BET، FTIR و XRD قرار گرفت و نتایج نشان‌دهنده موفقیت سنتز ترکیب‌های {Ag(diamine)}+ در زئولیت‌ها بود. غشاهای نانوفیلتراسیون پلی‌سولفون از طریق روش وارونگی فازی تهیه شدند. تأثیر عوامل مختلف نظیر غلظت پلیمر و حفره‌ساز و میزان بارگذاری ذره بر ساختار و ویژگی‌های غشاها مورد بررسی قرار گرفت. عملکرد غشاها با استفاده از آنالیزهایی نظیر FE-SEM، AFM، XRD وFTIR مورد ارزیابی قرار گرفت. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) نشان می‌دهند که ذرات نانوساختار زئولیتی در اندازه‌های 1 تا 1.6 میکرومتر قرار دارند و منجر به افزایش تخلخل و بهبود نظم ساختاری حفرات غشاها شده‌اند. نتایج تحلیل پراش اشعه ایکس (XRD) بیانگر این است که افزودن ذرات زئولیتی به غشاهای پلی‌سولفون، علاوه بر حفظ ساختار آمورف، باعث ایجاد پیک‌های بلوری جدید در غشاها شده است. بررسی طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR-ATR) حاکی از آن است که ساختار پایه پلی‌سولفون پس از اضافه شدن نانوساختارها تا حد زیادی بدون تغییر باقی مانده است، اما پیک‌های جدیدی در نواحی خاص مشاهده شد که به تأثیر ذرات نقره بر ویژگی‌های طیفی غشا اشاره دارد. همچنین، بررسی‌های میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) تـأیید می‌کند که افزودن ذرات زئولیتی باعث افزایش زبری سطح غشاها شده و در نتیجه، ویژگی‌های آبدوستی غشاها بهبود یافته است. بررسی ضخامت غشاها نشان داد که با افزایش نانوساختارهای زئولیتی نقره، ضخامت کل غشا کاهش یافته و ساختار غشاها متراکم‌تر و لایه‌های سطحی آن‌ها ضخیم‌تر شده ‌است. همچنین، تخلخل و محتوای آب در مقادیر پایین‌تر نانوساختارها افزایش یافته، اما در مقادیر بالاتر به دلیل تجمع ذرات کاهش یافته است. در نهایت، آزمایش‌ها نشان‌دهنده این است که با افزودن نانوساختارهای زئولیتی نقره به غشاهای پلی‌سولفون، شار آب خالص از L/m2.h.bar 1.82 به L/m2.h.bar 3.45 افزایش یافته و توانایی پس‌زنی نمک سولفات کادمیوم از 63.73% به %67.08 ارتقا یافته است.