view in publisher's site

Polyvinyl alcohol/polyethersulfone thin-film nanocomposite membranes with carbon nanomaterials incorporated in substrate for water treatment

Highlights•Novel PVA/PES thin-film nanocomposite membranes were synthesized, successfully.•Effect of carbon nanomaterials incorporation in the PES substrate was studied.•O-MWNTs and GO incorporation into substrate enhanced PWF 54% and 35%, respectively.•The fabricated TFN membranes showed improved antifouling properties.•It was found that the predominate mechanism is the Donnan exclusion effect.AbstractA new class of thin-film nanocomposite (TFN) nanofiltration (NF) membrane was synthesized successfully by incorporation of carbon nanomaterials (oxidized multi-walled carbon nanotube (O-MWCNT) and graphene oxide (GO)) into polyethersulfone (PES) substrate via phase inversion method, substrate surface coating with polyvinyl alcohol (PVA) and then in-situ cross-linking with glutaraldehyde (GA). For better comparison, thin-film composite (TFC) membranes (without carbon nanomaterials incorporation into PES substrate) were also synthesized and the optimum concentrations of PVA and GA solutions were obtained. The fabricated TFC and TFN (TFN/O-MWCNTs and TFN/GO) membranes were characterized by SEM, AFM, ATR-IR spectroscopy and contact angle measurements. It was found that incorporation of O-MWCNTs and GO into the PES substrate results in more elongated finger-like pores and larger macrovoids in the substrate and also reduced thickness of the thin skin layer and roughness of the membrane surface. The optimum TFC membrane showed pure water flux of about 13.2 LMH and Na2SO4 rejection of 84% at 4 bar, while the TFN/O-MWCNTs and TFN/GO membranes showed 54% and 35% improvement in water permeability, respectively, without immolating Na2SO4 rejection. The rejection sequence was obtained as R (Na2SO4) > R (MgSO4) > R (NaCl) that confirms the membranes surface has negatively charge.Graphical abstractDownload : Download high-res image (149KB)Download : Download full-size image

غشاهای نانوکامپوزیتی پلی وینیل‌الکل / پلی اترسولفون با نانومواد کربنی در بس‌تر برای تصفیه آب

نکات برجسته: Noell PVA / PES غشاهای نانوکامپوزیت لایه نازک با موفقیت سنتز شدند. تاثیر ترکیب نانومواد کربنی در بس‌تر PES مورد مطالعه قرار گرفت. * O - MWNT ها و ترکیب GO با PWF زیرلایه بهبود یافته به ترتیب ۵۴ % و ۳۵ %. غشاهای TFN ساخته‌شده خواص ضد رسوب بهبود یافته را نشان دادند. مشخص شد که مکانیزم غالب، اثر حذف دونان است. کلاس جدیدی از نانوکامپوزیت لایه نازک (TFN)غشا نانوفیلتراسیون (NF)با استفاده از ترکیب نانومواد کربنی (نانولوله کربنی چند دیواره اکسید شده (O - MWCNT)و گرافن اکسید (GO)با موفقیت در بس‌تر پلی اترسولفون (PES)از طریق روش معکوس فاز، بس‌تر سطحی با پوشش سطحی پلی‌وینیل الکل (PVA)و سپس اکسید گرافن (GO)سنتز شد. برای مقایسه بهتر، غشاهای کامپوزیتی لایه نازک (TFC)(بدون ترکیب نانومواد کربنی با بس‌تر PES)نیز سنتز شدند و غلظت‌های بهینه محلول‌های PVA و GA به دست آمد. غشاهای TFC و TFN ساخته‌شده (TFN / O - MWCNT و TFN / GO)با SEM، AFM، طیف‌سنجی ATR - IR و اندازه‌گیری‌های زاویه تماس مشخص شدند. مشخص شد که ادغام MWCNT های O - و GO در زیرلایه PES منجر به منافذ انگشت مانند کشیده‌تر و درشت حفره‌های بزرگ‌تر در زیرلایه می‌شود و همچنین ضخامت لایه نازک پوست و زبری سطح غشا را کاهش می‌دهد. غشا بهینه TFC شار آب خالص حدود ۱۳.۲ LMH و Na۲SO۴ % ۸۴ در ۴ بار را نشان داد، در حالی که غشاهای TFN / O - MWCNT و TFN / GO به ترتیب ۵۴ % و ۳۵ % بهبود در نفوذپذیری آب را بدون حذف Na۲SO۴ نشان دادند. توالی رد شدن به صورت R (Na۲SO۴)، R (MgSO۴)، R (NaCl)به دست آمد که تایید می‌کند سطح غشا به طور منفی نمودار است.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Waste Management and Disposal
  • ترجمه مقاله Waste Management and Disposal
  • مقاله مدیریت پسماند و دفع زباله
  • ترجمه مقاله مدیریت پسماند و دفع زباله
  • مقاله Process Chemistry and Technology
  • ترجمه مقاله Process Chemistry and Technology
  • مقاله شیمی و تکنولوژی فرایند
  • ترجمه مقاله شیمی و تکنولوژی فرایند
  • مقاله Chemical Engineering (miscellaneous)
  • ترجمه مقاله Chemical Engineering (miscellaneous)
  • مقاله مهندسی شیمی (متفرقه)
  • ترجمه مقاله مهندسی شیمی (متفرقه)
  • مقاله Pollution
  • ترجمه مقاله Pollution
  • مقاله آلودگی
  • ترجمه مقاله آلودگی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.