| تهیه فوم پلی آکریلونیتریل الکتروریسی شده به منظور جذب آلاینده های آلی |
| کد مقاله : 1118-IACC7 |
| نویسندگان |
|
فاطمه علی پور، افسانه ملاحسینی * دانشگاه علم و صنعت ایران |
| چکیده مقاله |
| الکتروریسی فرآیندی مبتنی بر استفاده از میدان الکتریکی جهت تولید انواع نانوالیاف و میکروالیاف از محلول‌های مواد پلیمری، سرامیکی یا محلول‌های کامپوزیتی متشکل از پلیمر- نانوذرات و همچنین مذاب‌های مواد مذکور می‌باشد. این روش به فرآیندی رایج در میان روش‌های تولید نانوالیاف به دلیل سادگی، سرعت، کارایی بالا و آماده‌سازی ارزان آن تبدیل شده‌است. ولتاژ اعمالی به یک قطره از محلول پلیمری، شکلی مخروطی را به وجود آورده و به سمت الکترود مخالف کشیده می‌شود. در حرکت به سمت الکترود مخالف، حلال تبخیر شده و الیاف جامد با قطرهایی در محدوده میکرومتر تا نانومتر بر الکترود مخالف قرار می‌گیرد [1]. الکتروریسی روشی ساده، موثر و مقرون به صرفه برای تهیه نانو فیبرهای پلیمری با سطح و تخلخل زیاد است که از آنها می توان در تهیه فوم های پلیمری استفاده کرد. فوم عبارت است از پراکندگی گاز، در فازی که با استفاده از عامل کف کننده ایجاد می شود. عامل کف کننده در بیشتر موارد شامل یک یا چند سورفکتانت است [3]. یک ویژگی قابل توجه فوم ها تخلخل آنها است که می توان با استفاده از آن ویژگی های کاربردی فوم را بهبود بخشید. تخلخل، مورفولوژی و خواص مکانیکی بایستی منطبق بر نیازهای کاربرد نهایی باشد. فوم ها به دلیل خواص کاربردیشان از جمله نسبت مساحت سطح بالا، سایت های فعال، امکان کنترل اندازه و محیط حفره ها و تخلخل شان در پیشرفت تکنولوژی و برطرف کردن نیازهای روزمره انسان نقش مهمی دارند. در این پژوهش غشای پلی آکریلونیتریل به روش الکتروریسی آماده می شود و به روش فیزیکی به فوم تبدیل شده و در ادامه اصلاح شده و در فرایند حذف آلاینده های آلی مورد استفاده قرار می گیرد. بخش تجربی برای ساخت غشا، ابتدا محلول 15% وزنی پلی آکریلونیتریل با استفاده از حلال DMF آماده شده و به منظور همگن سازی، به مدت 12ساعت روی همزن قرار داده می شود. سپس محلول در سرنگ دستگاه الکتروریسی ریخته شد و سپس در فاصله معین از جمع کننده دوار قرار داده شد. ولتاژ اعمالی در بازه‌ی 15-20 کیلوولت تنظیم شد. پس از اتمام محلول درون سرنگ، غشا ریسیده شده بر روی جمع کننده توسط کاتر جدا شد. غشا حاصل با استفاده از محلول 2/0 مولار سدیم بورو هیدرید (NaBH4) به فوم تبدیل شد. فوم به دست آمده به مدت 3 ساعت در آون با دمای 80 درجه سلسیوس خشک شد. سپس به مدت 24 ساعت درون محلول وینیل تری متوکسی سیلان قرار گرفت تا آبگریز شود. به منظور حذف آلاینده های آلی از محیط های آبی، آبگریزی فوم ضروری است، بنابراین آبگریزی فوم توسط آزمون زاویه تماس تعیین شد. از فوم حاصل در حذف روغن از آب استفاده و سپس ظرفیت جذب فوم برای روغن محاسبه شد. یافته ها زاویه تماس به دست آمده برای فوم نهایی برابر 140 درجه می باشد که نشان دهنده آبگریز بودن فوم می باشد. به منظور اندازه گیری ظرفیت جذب (Qe) فوم آبگریز با ابعاد مشخص، از روش استاندارد ASTM F 726-99 استفاده شد که در این روش تفاوت وزن اولیه و نهایی فوم پس از جذب آلاینده در مدت زمان مشخص اندازه گیری شده و برای اندازه گیری پارامتر مذکور مطابق معادله 1 عمل شد. معادله 1. Q_e=(m_1-m_0)/m_0 در این معادله، m0 وزن اولیه ی جاذب تهیه شده و m1 وزن جاذب پس از جذب آلاینده آلی مورد نظر می‌باشد. ظرفیت جذب با واحد گرم بر گرم (g.g-1) گزارش می‌شود[4]. در کار حاضر، فوم تهیه شده قادر است حداقل 7 برابر وزن خودش، روغن جذب کند. نتیجه گیری در پی تبدیل غشای پلی آکریلونیتریل به فوم با توجه به تخلخل های موجود و افزایش سطح تماس و سایت های پذیرنده میزان جذب آلاینده افزایش داردکه مقرون به صرفه تر بوده و با توجه به امکان بازیابی فوم می توان گفت که اثرمخرب کمی در محیط زیست دارد. با توجه به کمتر بودن چگالی آلاینده های روغنی غیرقابل امتزاج با آب ، و وزن بسیار پایین فوم تهیه شده می توان از آن به عنوان جاذبی موثر برای حذف لکه های روغنی در آب های سطحی بدون نیاز به انرژی اضافه نام برد. |
| کلیدواژه ها |
| الکتروریسی، فوم پلیمری، آلاینده آلی،تصفیه پساب، پلی آکریلو نیتریل،جاذب |
| وضعیت: چکیده برای ارائه به صورت پوستر پذیرفته شده است |