Development of Graphene Oxide Based Membrane as a Pretreatment Step in Thermal Seawater Desalination. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.
|
PDF
Development_of_Graphene_Oxide_Based_Membrane_as_a_Pretreatment_Step_in_Thermal_Seawater_Desalination.pdf - Submitted Version Download (12MB) | Preview |
Arabic Abstract
واحدة من التطبيقات الرئيسية للفلترة النانوية هي مرحلة المعالجة الأولية لتحلية مياه البحر. الفلترة النانوية لديها معدلات رفض عالية للأيونات ثنائي التكافؤ ويمكن القضاء على الأنواع التحجيم التي تشكل مشاكل في تحلية مياه البحر. هذه الأطروحة تبحث بشكل شامل في تركيب أوكسيد الجرافين / بولي أكريلاميد على أغشية البولي سلفون لاستخدامها كخطوة معالجة أولية لتطبيق تحلية مياه البحر بالطرق الحرارية. تم إعداد أغشية أوكسيد الجرافين / بولي أكريلاميد عن طريق استخدمنا لاسلوب الطبقة بقرب الطبقة بواسطة تقنية النسج بالدوران. ثم خفضت إلى أوكسيد الجرافين المختزل / بولي أكريلاميد عن طريق إخضاع الغشاء إلى يوديد الهيدروجين. تم دراسة تأثير درجات الحرارة و الوقت على معدل انتقال الايونات خلال أغشية أكسيد الجرافين. وقد أدى استخدام بولي أكريلاميد موجبة الشحنة كطبقة لاصقة على سطح غشاء بيس مزيد من تحسين غو والاستقرار رغ على سطح بيس غشاء مقارنة مع البولي إثيلينيمين. وقد تبين أن استخدام انخفاض أكسيد الجرافين المختزل بدلا من أكسيد الجرافين زيادة رفض الأيونات. زيادة الضغط سوف تزيد من كل من رفض وتدفق المياه المعالجة. باستخدام مياه البحر، أوكسيد الجرافين المختزل / بولي أكريلاميد ينتج أعلى رفض لأيونات المغنيسيوم والكالسيوم مقارنة مع غشاء الترشيح النانوي التجاري
English Abstract
One of the main applications of nanofiltration (NF) is the pretreatment stage of seawater desalination. NF has high rejection rates for divalent ions and could eliminate the scaling species that pose serious fouling problems in seawater desalination. This thesis comprehensively examines the synthesis of graphene oxide (GO)/ polyacrylamide (PAM) over polyether sulfone (PES) membranes as a substrate to be used as a pretreatment step for thermal seawater desalination application. GO/PAM-PES membranes were prepared by spin coating technique then reduced to rGO/PAM-PES by subjecting the membrane to hydrogen iodide (HI). The effects of HI temperature and reduction time on the ion rejection and permeate flux were investigated using diffusion test and cross flow test with MgSO4, CaSO4 and seawater. The use of positively charged polyacrylamide (PAM) as an adhesive layer on PES membrane surface had further improved GO and rGO stability on PES membrane surface compared to polyethylenimine (PEI). It is shown that using reduced graphene oxide (rGO) instead of GO increases ion rejection. Increasing pressure increases both the rejection and the permeate flux. Using seawater, rGO/PAM-PES yields the highest rejection for Mg and Ca ions compared with commercial Nanofiltration membrane (NF270).
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Subjects: | Engineering Research > Engineering Mechanical |
| Department: | College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering |
| Committee Advisor: | Antar, Mohammed |
| Committee Members: | Laoui, Tahar and khan, zafarullah |
| Depositing User: | BASSEL ABDELKADER (g201409400) |
| Date Deposited: | 26 Dec 2017 06:21 |
| Last Modified: | 31 Dec 2020 06:54 |
| URI: | http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140543 |