دانشگاه رازی

   آلودگی منابع آبی ناشی از فاضلاب‌های صنعتی حاوی ترکیبات آلی پایدار، به یکی از چالش‌های جدی زیست‌محیطی تبدیل شده است. روش‌های متداول تصفیه و غشاهای پلیمری رایج مانند پلی‌اتر سولفون (PES) با مشکلاتی نظیر گرفتگی و کارایی محدود در حذف آلاینده‌های مقاوم روبرو هستند. این پژوهش با هدف تهیه یک غشای فتوکاتالیستی نوین از طریق اصلاح سطح با عملکرد برتر و خاصیت خودتمیزشوندگی انجام شد. در این راستا، سطح غشاهای پلی‌اتر سولفون با استفاده از نانوگل فتوکاتالیستی TiO?-کلروفیل پوشش داده شد تا محدودیت فعالیت TiO? در ناحیه فرابنفش برطرف شده و از نور مرئی خورشید برای فعال‌سازی آن استفاده گردد. در این مطالعه، ابتدا نانوگل TiO?-کلروفیل به روش شیمیایی سنتز شد. سپس سطح غشاهای پایه PES   با استفاده از سوسپانسیون‌های آبی حاوی نسبت‌های مختلف (0.01 تا 0.03 درصد وزنی) از این نانوگل، از طریق لایه‌نشانی (Coating) اصلاح گردید. مشخصه‌یابی نانوکامپوزیت و غشاهای اصلاح‌شده با استفاده از آنالیزهای تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR)، طیف‌سنجی بازتابی نشر (DRS)، میکروسکوپ الکترونی پاششی (SEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) انجام شد. عملکرد غشاها از نظر شار آب خالص، راندمان حذف آلاینده (رنگ مستقیم)، مقاومت در برابر گرفتگی و قابلیت استفاده مجدد ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که اصلاح سطح با فتوکاتالیست سنتزشده باعث افزایش چشمگیر آبدوستی سطح غشا (کاهش زاویه تماس از 74 به 54 درجه) شد. در غشای بهینه (M-0.02)، شار آب خالص را از 17.7 به 50.8 L/m²·h افزایش یافت و راندمان حذف رنگ تحت نور مرئی به 93% رسید، در حالی که این راندمان در شرایط تاریکی تنها 64% بود. این تفاوت بیانگر سهم قابل توجه فتوکاتالیز در فرآیند حذف است. این غشا همچنین شاخص بازیافت شار (FRR) بالای 85% را نشان داد که بیانگر خاصیت ضدرسوب عالی آن است. نتایج آزمون‌های پایداری نیز نشان‌دهنده خاصیت خودتمیزشوندگی و عملکرد پایدار لایه فتوکاتالیستی در چرخه‌های استفاده متوالی بود. به طور کلی، نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که اصلاح سطح غشای PES با نانوگل TiO?-کلروفیل، راهکاری پایدار، زیست‌سازگار و کارآمد برای تصفیه موثر فاضلاب‌های صنعتی، به‌ویژه فاضلاب‌های رنگی، به شمار می‌رود.