نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
دانشکدة فیزیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران
چکیده
پلیمر پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF) به دلیل خواص منحصر به فرد شیمیایی، مکانیکی و حرارتی یکی از شناخته شده‌ترین مواد پلیمری در ساخت انواع غشاهای آلی به منظور فرایند تصفیة آب به شمار می‌‌رود. به دلیل حضور عنصر فلوئور در ساختار زنجیره‌‌ای پلیمر PVDF، این پلیمر بار الکتروستاتیکی سطحی منفی دارد که این خاصیت می‌‌تواند سطح پلیمر PVDF را جهت جذب انواع مولکول‌‌های رنگدانه‌‌ای کاتیونی رودامین بی (RB) و متیلن بلو (MB) مناسب کند. حضور صفحات دو بعدی اکسید گرافن (GO) با بار الکتروستاتیکی منفی در چهارچوب پلیمر PVDF می‌‌تواند فرایند جذب رنگدانه‌‌ها بر روی سطح غشاهای ترکیبی PVDF/GO (PGO) را به دلیل افزایش بار الکتروستاتیکی سطحی منفی بهبود دهد. در این پژوهش به نحوة ساخت غشاهای ترکیبی PGO، مشخصه‌یابی‌‌های میکروسکوپ الکترونی و نیروی اتمی، طیف سنجی رامان و پراش پرتو ایکس که مؤید حضور موثر صفحات GO در چهارچوب پلیمر PVDF است، پرداخته خواهد شد. همچنین سازوکار و ارائه مدل فرایند جذب فیزیکی رنگدانه‌‌ها بر روی غشاهای ساخته شده بررسی می‌شود.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Cationic dyes adsorption study on graphene- Polyvinylidene fluoride nanocomposite membranes
نویسندگان [English]
- M Khansanami
- A Esfandiar
- H R Ghanbari
Department of physics, Sharif University of Technology, Theran, Iran
چکیده [English]
Polyvinylidene fluoride (PVDF) is one of the well-known polymers in different types of membranes for water treatment applications, because of its unique chemical, mechanical and thermal properties. Because of the presence of fluorine groups in polymer chain, the PVDF has a negative electrostatic surface charge that makes the PVDF a suitable adsorbing material for cationic dyes such as Rhodamine B (RB) and Methylene Blue (MB). The presence of two-dimensional graphene oxide sheets with negative electrostatic surface charge in the PVDF matrix, can improve the adsorption of the dyes on PVDF/graphene oxide (PGO) composite membranes due to increasing of negative electrostatic charge. In this study, we aimed to explore synthesis and characterization of the PGO composite membranes by Scanning Electron Microscopy (SEM), Atomic Force Microscopy (AFM), Raman spectroscopy, X-Ray diffraction (XRD), to confirm the effective presence of the GO sheets in PVDF matrix. In continue, the mechanisms of physical adsorption of the dyes on PGO membranes have been investigated.
کلیدواژه‌ها [English]
- PGO composite membranes
- water treatment
- effects of surface charge
- electrostatic interactions
- A Y Hoekstra, " The water footprint of industry", Butterworth-Heinemann (Elsevier) (2015).
- S Xia and M Ni, J. Membr. Sci. 473 (2015) 54.
- M T Yagub, et al., Adv. Colloid Interface Sci. 209 (2014) 172.
- P V Nidheesh and R G S T Ramesh. Environ. Sci. Pollut. Res. 20 (2013) 2099.
- J Blanco, et al., Chem. Eng. J 240 (2014) 469.
- Z Y Zhu, et al., Chem. Eng. J. 314 (2017) 266.
- Z Zhu, et al., J. Colloid Interface Sci. 504 (2017) 429.
- F Liu, et al., J. Membr. Sci. 375 1 (2011) 1.
- L Ghaffar, et al., Environ. Sci. Technol. 52, 7 (2018) 4265.
10. M El Achaby, et al., Appl. Surf. Sci. 258, 19 (2012) 7668.
11. T Kuilla, et al., Progress in Polymer Science 35, 11 (2010) 1350.
12. J Chen, B and et al., Carbon. 64 (2013) 225.
13. Z Wang, and et al., Desalination. 299 (2012) 50.
14. Zhao, X. Xu, J. Chen, F. Yang, Desalination. 334, 1 (2014) 17.
15. N J K Esfandiar, et al., Appl. Phys. Lett. 103 (2013) 183110.
16. R Saadi, et al., Korean J. Chem. Eng 32, 5 (2015) 787.
17. H Han, et al., Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 509 (2016) 539.
)