بررسی تاثیر نانوذرات اکسید آهن سولفونه شده بر خواص غشاهای تبادل یون نانوکامپوزیتی

در سالهای اخیر غشاهای تبادل یونی بسیار مورد توجه محققان قرار گرفته است . جهت بهبود خواص الکتروشیمیایی غشاهای تبادل یونی روشهای متعددی وجود دارد که از جمله آن می توان به افزودن نانوذرات به ساختار غشاها اشاره کرد. در این پژوهش غشاهای تبادل کاتیونی ناهمگن بر پایه ی پلی وینیل کلراید، به روش وارونگی فازی خشک و نانوذرات اکسید آهن به روش سل ژل تولید شدند و خواص غشاها در حضور مقادیر مختلف نانوذره اعم از ۰، ۱، ۲، ۴ و ۸ درصد وزنی با روشهای مختلف آزمایشگاهی تعیین شد. تصاویر FE-SEM نانوذرات اکسید آهن نشان داد ذرات اکسیدآهن سنتزی کروی و ابعاد آنها در محدوده ی ۸۱-۴۸ نانومتر است . همچنین طیف های نتایج FTIR نانوذرات اکسید آهن سولفونه شده، سولفونه شدن نانوذرات را تائید کردند. جهت بررسی مورفولوژی (ریخت شناسی ) و تعیین ضخامت غشاهای تولیدی از تصاویر FE-SEM استفاده شد و ناهمگن بودن ساختار غشاهای تولیدی تائید شد. با بررسی خواص غشاهای تبادل کاتیونی خالص و آمیخته مشاهده شد که با افزایش میزان نانوذرات از ۰ تا ۲ درصد وزنی ظرفیت تبادل یون ازmmol/gdry membrane ۰۳۴۸/۰ به ۰۶۱۷/۰، درجه تورم از ۶۷/۵۲ به ۹۲/۶۳ درصد و چگالی بار ساکن غشا از ۲۰ mmol/g ۰۶۶۰/۰ به ۰۹۶۵/۰ افزایش یافته و با افزایش بیشتر میزان نانوذرات از ۲ تا ۸ درصد وزنی این مقادیرکاهش می یابند. روند تغییرات خواص غشاهای تبادل یون کامپوزیتی با افزایش میزان نانوذرات از ۲ تا ۸ درصد وزنی به چگونگی توزیع نانوذرات اکسید آهن سولفونه شده در ماتریس پلیمری نسبت و با استفاده از EDS-map مورد ارزیابی و تائید قرار گرفت .