Gümüş Nanoparçacık (AgNP) İçeren Polimerik Nanokompozit Düz Plaka Membranların Üretilmesi ve Karakterizasyonu

Öz

Membran proseslerindeki en önemli sorunlardan bir tanesi de membran kirlenmesidir. Membranlarda oluşan kirlilik membranların işleyişini olumsuz yönde etkilemekte ve filtrasyon performansını da sınırlandırmaktadır. Kirliliğin önlemesi amacıyla membranların üretim aşamasında modifiye edilmeleri gerekebilmektedir. Bu çalışma kapsamında da literatür bilgilerinden edinilen öngörü ve nanoteknoloji alanındaki gelişmelere bağlı olarak membranların gümüş (AgNP) nanoparçacık ilavesiyle üretilmesi, membranların ayrıntılı karakterizasyonu ve üretilen bu membranların laboratuvar ölçekli sistemlerde uzun süreli filtrasyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deneyler iki aşamada yapılmıştır. İlk olarak, literatürde membran biyoreaktörlerde en çok kullanılan membran polimerlerinden olan polietersülfon (PES) ve polivinilidenflorid (PVDF) polimeri seçilerek membran dökümü gerçekleştirilmiştir. Bu aşamada yine bu polimerler ile aynı şartlarda farklı oranlarda gümüş nanoparçacık (AgNP, %0.4, %0.8 ve %1.2) ile de membran üretimi optimize edilmiş ve en uygun AgNP oranı seçilmiştir. İkinci aşamada, seçilen AgNP oranında üretilmiş nanokompozit membranların laboratuvar ölçekli klasik filtrasyon sisteminde gerçek aktif çamur ortamında performansları belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Polietersülfon,polivinilidenflorid,gümüş nano-parçacık,membran sentezi,karakterizasyon

Kaynakça

1. [1] Ananth A, Arthanareeswaran G, Ismail AF, Mok YS, Matsuura T. Effect of bio-mediated route synthesized silver nanoparticles formodification of polyethersulfone membranes. Colloids and Surfaces A 2014; 451, 151-160. [2] Chen Y, Liu X, Liu L, Zhang Y, Wang Z, Zhang Q. Functional poly(vinylidene fluoride) membrane anchored with silver nanoparticle with antibacterial activity. Synthetic Met 2013; 174, 1-5. [3] Zodrow K, Brunet L, Mahendra S, Li D, Zhang A, Li Q, Alvarez PJJ. Polysulfone ultrafiltration membranes impregnated with silver nanoparticles show improved biofouling resistance and virus removal. Water Res 2009; 43, 715-723. [4] Taurozzi JS, Arul H, Bosak VZ, Burban AF, Voice TC, Bruening ML, Tarabara VV. Effect of filler incorporation route on the properties of polysulfone–silver nanocomposite membranes of different porosities. J Membrane Sci 2008; 325, 58–68. [5] Huang J, Wang H, Zhang K. Modification of PES membrane with Ag-SiO2: reduction of biofouling and improvement of filtration performance. Desalination 2014; 336, 8–17. [6] Zhang M, Field RW, Zhang K. Biogenic silver nanocomposite polyethersulfone UF membranes with antifouling properties. J Membrane Sci 2014; 471, 274-284. [7] Li JH, Shao XS, Zhou Q, Li MZ, Zhang QQ. The double effects of silver nanoparticles on the PVDF membrane: surface hydrophilicity and antifouling performance. Appl Surf Sci 2013. 265, 663-670. [8] Li X, Pang R, Li J, Sun X, Shen J, Han W, Wang L. In situ formation of Ag nanoparticles in PVDF ultrafiltration membrane to mitigate organic and bacterial fouling. Desalination 2013; 324, 48-56. [9] Basri H, Ismail AF, Aziz M. Polyethersulfone (PES)-silver composite UF membrane: effect of silver loading and PVP molecular weight on membrane morphology and antibacterial activity. Desalination 2011; 273, 72–80. [10] De Gusseme B, Hennebel T, Christiaens E, Saveyn H, Verbeken K, Fitts JP, Boon N, Verstraete W. Virus disinfection in water by biogenic silver immobilized in polyvinylidene fluoride membranes. Water Res 2011; 45, 1856-1864. [11] Alpatova A, Kim ES, Sun X, Hwang G, Liu Y, Gamal El-Din M. Fabrication of porous polymeric nanocomposite membranes with enhanced anti-fouling properties: effect of casting composition. J Membrane Sci 2013; 444, 449-460. [12] WHO (World Health Organization). Silver in drinking water. In: Background document for development of WHO guidelines for drinking-water quality. World Health Organization 2004, Geneva. [13] Cruz MC, Ruano G, Wolf M, Hecker D, Vidaurre EC, Schmittgens C, Rajal VB. Plasma deposition of silver nanoparticleson ultrafiltration membranes: Antibacterialand anti-biofouling properties. Chem Eng Res Des 2015; 94, 524-537.