ساخت و ارزیابی عملکرد غشاهای الیاف توخالی جهت استفاده در تماسدهندههای غشایی بهمنظور حذف اوره و کراتینین از محلول دیالیز
General Material Designation
[پایاننامه]
Parallel Title Proper
Fabrication and characterization of hollow fiber membranes in membrane contactors to be used in hemodialysis process for elimination of Urea & Creatinine from Dialysate
First Statement of Responsibility
/برهان غفرانی
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی شیمی
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۴۰۰
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۳۵ص.
Other Physical Details
:
GENERAL NOTES
Text of Note
زبان: فارسی
Text of Note
زبان چکیده: فارسی
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
NOTES PERTAINING TO PHYSICAL DESCRIPTION
Text of Note
مصور، جدول، نمودار
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی شیمی- پدیدههای انتقال
Date of degree
۱۴۰۰/۱۰/۰۱
Body granting the degree
صنعتی سهند
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
تصفیه اوره و کراتینین از خون بهمنظور داشتن سطح مطلوبی از سلامت، در بیمارانی که دارای مشکلات کلیوی هستند، از اهمیت بالایی برخوردار است .مهمترین روش برای تصفیه خون استفاده از فیلترهای تماسدهندهی غشایی است که با توجه به ماهیت مکانیزم عملکرد این فیلترها، ممکن است مشکلاتی از قبیل پایین بودن میزان حذف اوره و کراتینین و اختلالات بیولوژیکی در اثر این فرایند وجود داشته باشد .در این پایاننامه، غشاهای نانوکامپوزیتی پلی اتر سولفون به همراه نانوذرات سیلیکا با اندازه ذرات ۱۰۰ تا ۱۵۰ نانومتر در ترکیب درصدهای ۵.۱ و ۲ درصد وزنی و سیلیکا اصلاحشده ۵.۱ درصد وزنی به روش جدایش فازی حلال- ضدحلال ساخته و در سامانه تماسدهندهی غشایی به دو روش تماس با سیال جاروب تازه و همینطور سیال جاروب بازچرخشی مورد ارزیابی قرار گرفتند .بهمنظور افزایش آبدوستی، افزایش برهمکنش بین پلیمر و نانوذرات، تثبیت فیزیکی و پخش مناسبتر نانوذرات در ماتریس پلیمری و افزایش میزان حذف اوره و کراتینین از خوراک، فرایند اصلاح سطح نانوذرات سیلیکا با استفاده از آمین نوع اولSBA ۱۵ در پیشگرفته شد که منجر به جانشانی گروههای عاملی آمینی بر روی نانوذرات سیلیکا شد .برای بررسی کیفیت اصلاح نانوذرات سیلیکا از آزمون طیفسنجی تبدیل فوریه مادونقرمز (FTIR) استفاده شد که نتایج آن بیانگر تشکیل موفق گروههای عاملی آمینی بر روی نانوذرات سیلیکا بود؛ برای مشخصه یابی غشاهای ساختهشده از تستهای گذردهی آب خالص، زاویه تماس، مقاومت مکانیکی، آزمون میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FESEM) و آزمون طیفسنجی پراش پرتو ایکس (EDX)استفاده شد .با توجه به نتایج بهدستآمده، مشاهده شد که غشاهای حاوی نانوذرات اصلاحشده در مقایسه با نمونه خالص دارای دیوارهی میانی انگشتی ضخیمتر میباشند که بازده فرایند جداسازی را افزایش میدهد .نمونههای اصلاحشده به سبب حضور نانوذرات سیلیکا و گروههای آمینی، آبدوست بوده و خاصیت جذبی آنها باعث افزایش میزان حذف اوره از خوراک شده است .با بررسیهای بیشتر مشاهده شد که نمونههای غشایی حاوی ۱/۵ درصد وزنی از نانوذرات سیلیکا اصلاحشده، دارای بیشترین درصد حذف اوره و کراتینین در مقایسه با سایر نمونهها بودهاند .این مقادیر در فرایند با سیال جاروب تازه به ترتیب به میزان ۶۵ و ۷۱ و در فرایند با سیال جاروب بازچرخشی به میزان ۵۶ و ۵۰ بودند .بررسیهای سینتیک جذب نشان داد که جذب اوره و کراتینین بر روی نانوذرات سیلیکا و سیلیکا اصلاحشده با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم همخوانی داشته است .معنای این تطابق، جذب سریع و احتمالا غیرقابل بازگشت میباشد .ضمنا نتایج حاصل از آزمونهای عملیاتی با توجه به بهرهوری ۳ تا ۵ برابری نانوذرات اصلاحشده نسبت به نانوذرات سیلیکا با ترکیب درصد وزنی بیشتر، نشان داد که اصلاح نانوذرات روش موثرتری نسبت به افزایش درصد وزنی آنها در ماتریس غشایی است .بهعلاوه با مقایسه نتایج آزمایشها با سیال جاروب تازه و سیال جاروب بازچرخشی، مشخص شد که در صورت عدم احیای سیال جاروب در حالت بازچرخشی، میزان حذف اوره و کراتینین از خوراک کاهش پیدا میکنند .بنابراین با توجه به شرایط حاکم بر ماهیت سیستم، میتوان دریافت که میزان اثرگذاری نیرومحرکه غلظتی و فشار اسمزی بسیار بیشتر از نیرومحرکه فشاری میباشد.
Text of Note
Purification of blood urea toxins is of great importance for the health of patients with kidney problems. The most significant method for blood purification is the use of membrane contact filters. Followingly, the function mechanism of these filters indicate challenges such as low urea removal and bilogical disorders. In this thesis, sulfone polyester nanocomposite membranes in combination of silica nanoparticles and silica, which is modified by solvent-non-solvent induced phase separation method, are fabricated. Furthermore, these nanocomposite membranes have been evaluated in the membrane contact system by two methods of contact with constant fresh sweeper and rotating broom fluid. In order to increase hydrophilicity, the interaction between polymer and nanoparticles is increased, physical stabilization and better distribution of nanoparticles in the polymer matrix is applied , the removal of urea toxins from the feed is intensified , and surface modification process of silica nanoparticles was undertaken, which contributed to the substitution of amine functional groups on silica nanoparticles. To evaluate the modification quality of silica nanoparticles, Fourier transform infrared (FTIR) test was used. The results indicated the successful formation of functional groups on silica nanoparticles. Field emission microscopy (FESEM) and X-ray diffraction (EDX) spectroscopy were used. According to the obtained results, it was observed that the modified membranes with modified nozzle have a thicker middle wall with a finger structure compared to the pure sample, which increases the efficiency of the separation process. According to the presence of silica nanoparticles and amino groups the modified samples are hydrophilic; besides, their absorption properties increased the amount of urea removal from the feed. Further investigation showed that membrane samples containing 1.5 wt of modified silica nanoparticles had the highest percentage of urea and creatinine removal compared to other samples. The obtained results indicated that the removal percentage of urea and creatinine were 65 and 71 in the fresh constant sweeper ,respectively. Additionally, they were 56 and 50 in rotating bloom fluid, respectively. Further studies of adsorption kinetics showed that the adsorption of urea and creatine on the modified silica and silica nanoparticles was consistent with the quasi-second-order model, which means rapid and possible irreversible adsorption. In addition, by comparing the test results with the broom fluid, it will be constantly fresh and the sweeper will rotate. If the sweeper is not reduced in the rotating state, the removal values of urea toxins will decrease. The effect of concentration driving force and osmotic pressure is much more than compressive driving force
ba
PARALLEL TITLE PROPER
Parallel Title
Fabrication and characterization of hollow fiber membranes in membrane contactors to be used in hemodialysis process for elimination of Urea & Creatinine from Dialysate