تحضير و تشخيص أغشية الالياف النانوية باستخدام تقنية الغزل الكهربائي لازالة الزيت
محتوى المقالة الرئيسي
الملخص
تعتبر المياه العادمة الزيتية أحدى أكثر التدفقات التي يصعب التعامل معها خاصة إذا وجد الزيت على شكل طور مستحلب. في هذه الدراسة، تم استخدام طريقة الغزل الكهربائي لتحضيرأغشية الياف نانوية رقيقة من البولي فينيل فلورايد ودراسة أدائها في إزالة الزيت. تم تضمين جسيمات الجرافين في غشاء البولي فينيل فلورايد المغزول كهربائيا لتعزيز كفاءة الأغشية. تم توصيف الأغشية المحضرة باستخدام الفحص المجهري الإلكتروني الماسح للتحقق من استقرار الجرافين على سطح الغشاء بشكل متجانس، بينما تم استخدام التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء للكشف عن المجموعات الوظيفية على سطح الغشاء. تم تقييم قابلية الغشاء و مدى كونه محب للماء عن طريق قياس زاوية التلامس. تم اختبار كفاءة غشاء البولي فينيل فلورايد / جرافين في فصل الزيت المستحلب عن المحاليل المائية مقارنة مع غشاء البولي فينيل فلورايد المصنعة بنفس الطريقة ولكن بدون اي اضافات. أظهرت النتائج أن غشاء ألياف النانو البولي فينيل فلورايد / جرافين أظهر أداء أفضل من غشاء ألياف النانو بدون إضافات بمتوسط تدفق مياه 210 و 180 لتر /م2 ساعة على التوالي. أظهر كلا الغشاءين رفضًا عاليًا للزيت بنسبة تزيد عن 98٪.
تفاصيل المقالة
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
كيفية الاقتباس
المراجع
Al-Furaiji MHO, Arena JT, Chowdhury M, Benes N, Nijmeijer A, McCutcheon JR. Use of forward osmosis in treatment of hyper-saline water. Desalin Water Treat. 2018; 133:1–9.
Waisi BI, Arena JT, Benes NE, Nijmeijer A, McCutcheon JR. Activated carbon nanofiber nonwoven for removal of emulsified oil from water. Micropor Mesopor Mat. 2020 Apr; 296:109966.
Krishnan S, Rawindran H, Sinnathambi CM, Lim JW. Comparison of various advanced oxidation processes used in remediation of industrial wastewater laden with recalcitrant pollutants. IOP Conf Ser Mater Sci Eng. 2017 Jun; 206(1):012089.
Al-Furaiji M, Benes N, Nijmeijer A, McCutcheon JR. Use of a Forward Osmosis–Membrane Distillation Integrated Process in the Treatment of High-Salinity Oily Wastewater. Ind Eng Chem Res. 2019 Jan 16; 58(2):956–62.
Woo YC, Kim Y, Shim W-G, Tijing LD, Yao M, Nghiem LD, et al. Graphene/PVDF flat-sheet membrane for the treatment of RO brine from coal seam gas produced water by air gap membrane distillation. J Memb Sci. 2016 Sep; 513:74–84.
Al-Furaiji M, Benes N, Nijmeijer A, McCutcheon JR. Application of direct contact membrane distillation for treating high salinity solutions: impact of membrane structure and chemistry Desalin Water Treat. 2018; 136:31–8.
Al-Furaiji M, Arena JT, Ren J, Benes N, Nijmeijer A, McCutcheon JR. Triple-Layer Nanofiber Membranes for Treating High Salinity Brines Using Direct Contact Membrane Distillation. Membranes (Basel). 2019 May 6; 9(5):60.
Waisi BI, Manickam SS, Benes NE, Nijmeijer A, McCutcheon JR. Activated Carbon Nanofiber Nonwovens: Improving Strength and Surface Area by Tuning Fabrication Procedure. Ind Eng Chem Res. 2019 Mar 13; 58(10):4084–9.
Yuan X, Li W, Liu H, Han N, Zhang X. A novel PVDF/graphene composite membrane based on electrospun nanofibrous film for oil/water emulsion separation. Compos Commun. 2016 Nov 1;2:5-8.
Boehm HP, Setton R, Stumpp E. Nomenclature and terminology of graphite intercalation compounds (IUPAC Recommendations 1994). Pure Appl Chem. 1994 Jan 1; 66(9):1893–901.
Bonaccorso F, Colombo L, Yu G, Stoller M, Tozzini V, Ferrari AC, et al. Graphene, related two- dimensional crystals, and hybrid systems for energy conversion and storage. Science 80-. 2015 Jan 2;347(6217):1246501.
Yoon K, Kim K, Wang X, Fang D, Hsiao BS, Chu B. High flux ultrafiltration membranes based on electrospun nanofibrous PAN scaffolds and chitosan coating. Polymer (Guildf). 2006;47(7):2434–41.
Jang W, Yun J, Jeon K, Byun H. PVdF/graphene oxide hybrid membranes via electrospinning for water treatment applications. RSC Adv. 2015;5(58):46711–7.
Zaidouny L, Abou‐Daher M, Tehrani‐Bagha AR, Ghali K, Ghaddar N. Electrospun nanofibrous polyvinylidene fluoride‐co‐hexafluoropropylene membranes for oil–water separation. J Appl Polym Sci. 2020 Sep 10;137(34):49394.
Lou L, Kendall RJ, Smith E, Ramkumar SS. Functional PVDF/rGO/TiO2 nanofiber webs for the removal of oil from water. Polymer (Guildf). 2020 Jan;186:122028.
Kadhom M, Albayati N, Salih S, Al-Furaiji M, Bayati M, Deng B. Role of Cellulose Micro and Nano Crystals in Thin Film and Support Layer of Nanocomposite Membranes for Brackish Water Desalination. Membranes. 2019 Aug 15; 9(8):101.
Essalhi M, Khayet M. Self-sustained webs of polyvinylidene fluoride electrospun nano-fibers: Effects of polymer concentration and desalination by direct contact membrane distillation. J Membrane Sci. 2014; 454:133–43.
Essalhi M, Khayet M. Self-sustained webs of polyvinylidene fluoride electrospun nanofibers at different electrospinning times: 1. Desalination by direct contact membrane distillation. J Membrane Sci. 2013; 433:167–79.
Abbasipour M, Khajavi R, Yousefi AA, Yazdanshenas ME, Razaghian F. The piezoelectric response of electrospun PVDF nanofibers with graphene oxide, graphene, and halloysite nanofillers: a comparative study. J Mater Sci Mater Electron. 2017 Nov 15; 28(21):15942–52.
Ren J, Woo YC, Yao M, Lim S, Tijing LD, Shon HK. Nanoscale zero-valent iron (nZVI) immobilization onto graphene oxide (GO)-incorporated electrospun polyvinylidene fluoride (PVDF) nanofiber membrane for groundwater remediation via gravity-driven membrane filtration. Sci Total Environ. 2019 Oct; 688:787–96.
Wang F, Wu Y, Huang Y. Novel application of graphene oxide to improve hydrophilicity and mechanical strength of aramid nanofiber hybrid membrane. Compos Part A-Appl S. 2018 Jul; 110:126–32.
Zhang W, Shi Z, Zhang F, Liu X, Jin J, Jiang L. Superhydrophobic and Superoleophilic PVDF Membranes for Effective Separation of Water-in-Oil Emulsions with High Flux. Adv Mater. 2013 Apr 11; 25(14):2071–6.
Ahmadi A, Qanati O, Seyed Dorraji MS, Rasoulifard MH, Vatanpour V. Investigation of antifouling performance a novel nanofibrous S-PVDF/PVDF and S-PVDF/PVDF/GO membranes against negatively charged oily foulants. J Membrane Sci. 2017 Aug;536:86–97.