منصة الرسائل والاطاريح: إنتاج غشاء عالي الأداء من الألياف النانوية لبولي فينيلدين فلورايد للتطبيقات الصناعية

الخلاصة

يعتبر العراق من الدول النفطية المهمة في العالم، ومن المعروف أن صناعة النفط تصاحبها منتجات ثانوية لها آثار بيئية ضارة، ومن بين هذه الملوثات هو الماء المنتج (PW). تعتبر المياه المنتجة أحد أسباب التلوث لاحتوائها على ملوثات خطيرة من مواد عضوية وغير عضوية لذا يجب الاهتمام بمعالجة هذه المياه قبل تصريفها لتجنب الأضرار البيئية والسعي لاستغلال جزء من الكميات الكبيرة الناتجة عن هذه المياه ومحاولة استثمارها لأغراض الري، ومن الطرق المستخدمة في معالجة هذا النوع من المياه، تقنية الفصل التي تعتمد على التصفية. في تطبيقات الترشيح الفائق (UF)، من المهم جدًا استخدام أغشية ألياف نانوية بولي أكريلونيتريل (PAN) وبولي (فلوريد فينيلدين) (PVDF). في هذه الدراسة ، تم إنتاج ألياف نانوية غشائية مصنوعة من بوليمر البولي اكريلونتريل النقي , بوليمر البولي (فلورايد فينلدين) النقي , مزيج من كلا البوليمرين بواسطة تقنية الغزل الكهربائي وبمحتويات مختلفة من البولي (فلوريد فينيلدين) في كل مزيج للحصول على ستة انواع من الاغشية وهي (M1 , M2 , M3 , M4 , M5 , M6) وكما يلي (0:100), (20:80), (40:60), (60:40), (80:20),(100:0) . بعد إيجاد أفضل نسبة خلط للأغشية الستة المصنعة أعلاه من حيث النفاذية ومعدل استرجاع التدفق والملوثات، تم التركيز على تطوير هذه النسبة باستخدام جزيئات المواد النانوية والتفاعلات الكيميائية الخاصة من أجل الحصول على أفضل أداء عمل للغشاء المصنع ، لذلك تم إنتاج ثلاثة أغشية أخرى (M 7، M 8، M 9) بمحتويات مختلفة من (PVDF:AOPAN:TiPP)،(PVDF:AOPAN)،(PVDF:PAN:TiPP) على التوالي. أظهر غشاء M9 أفضل أداء من خلال النتائج التي تم الحصول عليها أثناء إجراء التطبيق باستخدام تنقية المياه المنتجة. تم تشخيص هذه الأغشية المحضرة وذلك عن طريق المسح المجهري الإلكتروني (FE-SEM) ، الفحص المجهري للقوة الذرية (AFM) ، قياسات زاوية التلامس ، حيود الأشعة السينية (XRD) ، قياس المسعر التفاضلي - التحليل الحراري الوزني (DSC-TGA) . فيما يخص الخصائص الفيزيائية ، تم ملاحظة ان هناك ارتفاع في لزوجة الأغشية مع ارتفاع محتوى PVDF في المزيج مقارنة بلزوجة محاليل البوليمر النقية. هذه الزيادة في اللزوجة أدت إلى زيادة في قطر الألياف النانوية وحجم المسام والمسامية بنسبة (261.664) % و 875.107)) % و (114.41) % على التوالي عندما زاد محتوى PVDF من 20٪ في الــ(M2) إلى 80٪ (M5) ؛ وقد ترافق ذلك أيضًا مع زيادة في قابلية الغشاء للبلل اعتمادًا على زاوية التلامس الخاصة به. بالإضافة إلى ذلك ، تحسنت الخصائص الحرارية وبلورة PAN بعد زيادة محتوى PVDF من 20٪ (M2) إلى 60٪ (M4). علاوة على ذلك ، تم قياس كفاءة الترشيح للأغشية لتحديد نسبة الانخفاض في جريان الماء النقي ، وانخفاض متوسط العمق (RMD) قبل وبعد استخدام بروتين الحليب الجاف ، ونسبة استرداد التدفق والمسامية ، بإعطاء قيم (15.68) % , (82.51)% , (84.32)% , (67.79)% على التوالي للغشاء رقم M4 من ناحية أخرى ، فقد تم تعديل PAN والحصول على AOPAN حيث ادى ذلك إلى تقليل زاوية التلامس وأنتج سطح ألياف نانوية أكثر محبة للماء خاصة في الغشاء الذي يحمل الرمز (M9) (PVDF: AOPAN: Tipp) على الرغم من قطر الألياف النانوية المرتفع وفقًا للزوجة العالية. بعد ان تم تصنيع الغشاء المركب المطور (M9) والذي تميز بكبر حجم المسام بالرغم من الزيادة الكبيرة في قطر الألياف ولكن في نفس الوقت تتمتع الألياف بكثافة عالية ، فضلا عن تمتعها بزاوية تلامس منخفضة مقارنة بغشاء M4. في حين أن غشاء M9 امتاز بأمتلاكه نسبة استرداد التدفق وصلت الى (91.79) ٪ ، تم تطبيق وأستخدام هذه الاغشية M9 و M4 المنتجة في مجال معالجة الماء المنتج (PW) وهو الماء الذي يخرج من باطن الارض ومصاحباً للنفط الخام خلال عمليات الاستخراج ، وكانت نتائج التي اظهرها الغشاء المركب المطور (M9) أفضل النتائج بالنسبة لإزالة ملوثات المياه