Synthesis, Characterization and Application of Polysulfone/Nanofiller Nanocomposite Membrane for Water Purification. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF M.S._Thesis_By_Arsalan_Khalid_(April_2015).pdf - Accepted Version Download (4MB) | Preview

Arabic Abstract

أغشية جديدة بمركب متناهي في الصغر نم تصنيعها من متعدد السلفون (PSf) وأنابيب الكربون النانوية متعددة الجدران (MWNTs) ومطعمة ب (dodecylamine DDA) وذلك لتحسين مضادات النمو الفطري على الأغشية المصنعة وتتم هذه الخطوة من خلال ترشيح الأغشية بمحاليل ال (BSA). ولتحضير هذه الأغشية تم استخدام عملية انعكاس المرحلة مع dimethylacetamide كمذيب وبوفيدون باعتباره porogen لإعداد ورقة مسطحة بمركب متناهي في الصغر / PSf DDA-MWNTs. قبل دمج MWNTs في مصفوفة البوليمر، تمت معالجتها مع HNO3 لإدخال مجموعات الكربوكسيل على سطح أنابيب ثم تعديلها مع ال(DDA). تم تشحيص ال DDA-MWNTs باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، الأشعة تحت الحمراء الطيفي (IR) والتحليل الوزني الحراري (TGA). يبدو أن سلاسل الألكيل الطويلة من MWNTs والمطعمة ب ال DDA حسنت من قوى التلاصق البينية والتوافق بين الأنابيب النانوية غير العضوية و مصفوفة PSf . وجرى تقييم التغيرات الحاصلة على ال hydrophobicity للسطح و المورفولوجيا وخشونة الغشاء المحضر بنسب مختلفة من DDA-MWNTs باستخدام زاوية الاتصال (goniometry) ومجهر القوة الذرية (AFM). الأغشية المتناهية الصغر المحضرة وأثناء فحصها كانت نفذيتها أعلى بكثير وأعلى مقاومة للنمو الفكري البروتيني من الأغشية المكونة من ال PSf من خلا ترشيحها بمحاليل ال BSA. الأغشية التي تم تحضيرها بتركيز (%0.5 وزن كتلي) من ال DDA-MWNTs أعطت أفضل تحسن في استرداد التدفق بقيمة (83%) وأقل حسارة في التدفق الكليي بمقدار (29%) مع انخفاض في نسبة النمو الفطري اللارجعي بمقدار(17%).

English Abstract

Novel nanocomposite membranes were fabricated from polysulfone (PSf) and multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) functionalized with dodecylamine (DDA) and anti-fouling properties of the membranes were studied during filtration of bovine serum albumin (BSA) solutions. Phase inversion process with dimethylacetamide as solvent and polyvinylpyrrolidone as a porogen was used to prepare flat sheet nanocomposite PSf/DDA-MWNTs membranes. Before embedding MWNTs in the polymer matrix, they were treated with HNO3 for the introduction of carboxylic groups on nanotube surface and then modified with DDA. The prepared DDA-MWNTs were characterized using scanning electron microscope (SEM), infrared spectroscopy (IR) and thermal gravimetric analysis (TGA). The long alkyl chains of DDA functionalized MWNTs seem to enhance the interfacial adhesion and compatibility between inorganic nanotubes and PSf matrix. The changes in surface hydrophilicity, morphology and roughness of fabricated nanocomposite membranes as a function of DDA-MWNTs loading were evaluated by using contact angle goniometry and atomic force microscopy (AFM). The prepared nanocomposite membranes possessed significantly higher permeability with improved protein fouling resistance than the pristine PSf membrane during filtration of BSA solutions. The membrane prepared with 0.5 wt. % loading of DDA-MWNTs displayed the highest flux recovery (83%) and lowest total flux loss (29%) with reduced irreversible fouling resistance (17%).

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Environmental Chemical Engineering
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemical Engineering
Committee Advisor:	Juhani, Abdulhadi
Committee Co-Advisor:	Atieh, Muataz Ali
Committee Members:	Jundi, Isam and Shaikh, Abdur Razzak and Hamouz, Othman
Depositing User:	ARSALAN KHALID (g201205660)
Date Deposited:	05 Oct 2015 05:12
Last Modified:	01 Nov 2019 16:31
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139730