نظمت اللجنة العلمية بقسم الفيزياء رابع الندوات العلمية لهذا العام الدراسي 1436/1437هـ، حيث كانت الندوة بعنوان:
"تحضير وتطوير أغشية أسموزية رقيقة مطعمة بحبيبات أكسيد الزنك النانوية لتحلية المياه"
"Synthesis and Development of Osmotic Thin Film Membrane Reached by ZnO Nanoparticles for Water Desalination "
قدم الندوة مشكوراً د. جابر الغول الأستاذ المساعد بقسم الفيزياء وكان ذلك يوم الثلاثاء 5 محرم 1437هـ الموافق 17 نوفمبر 2015م الساعة 11:00 إلى الساعة 11:30 صباحاً.
إفتتح د. جابر الغول الندوة بأهمية المياه، وعكس شحها في بعض الدول العربي ومن ناحية أخرى أكد بأن المملكة العربية السعودية تضم أكبر محطات لتحلية المياه في العالم، وكيف أن المملكة قد تبنت أحدث النظم المبتكرة لمعالجة المياه لتكون صالحة للإستخدام. ثم ركز د. الغول حديثه حول تطوير الأغشية النافذة والتي تستخدم فيها بعض أنواع البوليمرات وذلك بإضافة أكسيد الخارصين ذو التركيبة النانوية، وذلك لما لها من خاصية ضد البكتريا. كما أنها تضاف بتراكيز مناسبة حتي لا يحدث انسداد لمسامية الغشاء المنفذ، هذا ولقد أكد د. الغول بأن حجم الجسيمات حوالي عشرون نانومتر. في الختام شارك الحاضرون من الأساتذة و الطلاب في النقاش مما أثرى الجو العلمي وجعله أكثر تشويقاً.
وللمزيد من المعلومات نرجو على ملخص الندوة أدناه:
ملخص الندوة -عربي:
لعل من أهم أسباب الاقبال المتزايد على تحلية مياه البحر هو قلة المصادر الطبيعية لمياه االشرب والطلب المتزايد عليها.
و من أكثر الطرق المستخدمة و الواعدة لتحلية مياه البحر والمياه المالحة نذكر الترشيح بالاغشية والتي ترتكز على التناضح العكسي. وتتالف هذه الاغشية من طبقات رقيقة نشطة والتي تصنع عادة على دعم مسامي. ومن أكثر الاغشية استعمالا نذكر مصفوفة البوليمر والمطعمة بمواد غير عضوية نظرا لتجاوبها مع المياه وبعض وضائفها التي تساعد على تخفيض نسبة مرور الملوثات داخل المياه. الهدف من هذا المشروع هو تصنيع أغشية رقيقة من مركب نانوي الحجم ومطعم باكسيد الزنك. في بداية المشروع سنبدأ بتصنيع جزئيات أكسيد الزنك بطريقة الصول-جل مطورة باستخدام الظروف الحرجة للإيثيلن وهي تعرف بأنّها الطريقة المناسبة لتوليف الأكاسيد اللاعضوية، التي يمكن تغيير خصائصها الزجاجية بمعالجة حرارية. ثم نقوم في مرحلة ثانية بتصنيع الأغشية الرقيقة المطعمة بالحبيبات النانوية بطريقة الغمر في محلول مائي من MPD ثم في TMC الغنية بحبيبات أكسيد الزنك النانوية. وللحصول على العينات المثلى سيتم تتكرارهذه العملية عند تراكيز مختلفة من أكسيد الزنك. سيتم بعد ذلك تشخيص أفظل العينات باستعمال عدة أجهزة مثل XRD، XPS، SEM، TEM وEDX. بعد دراسة النتائج التجريبية نلاحظ تأثير وجود الزنك على أهم خصائص الاغشية مثل زاوية الاتصال والتدفق ورفض الملح.
Abstract
The growing demand for fresh water and the remarkable water crisis have spurred enormous interest in energy efficient technologies to produce safe drinking water from the ocean. Membrane filtration based on reverse osmosis (RO) is one of the most promising ways to desalinate seawater or brackish water. The thin film composite (TFC) membranes, comprised of ultra-thin active layers upon porous supports, have been widely used for this application. Due to their completely hydrophilic characteristic and their certain functionality to benefit membrane properties of fouling reduction, inorganic materials incorporation into the polymer matrix is being of great interest. The objective of this project is to synthesis nanocomposite thin films containing ZnO nanoparticles on porous supports by interfacial polymerization. The protocol is based on two steps, in first one, ZnO nanocrystals have been prepared by the sol–gel method using supercritical conditions of ethyl alcohol. In the second step, the polyamide TFC membrane has been produced by immersing polysulfone supports in an aqueous solution of MPD (1,3-Phenylendiamine) followed by immersing the membrane in TMC (1,3,5-benzenetricarbonyl trichloride)/hexane solution in which ZnO nanoparticles was previously dispersed. The samples have been characterized by many techniques such as XRD, XPS, SEM, TEM and EDX. Their performances were evaluated based on the water permeability and salt rejection. Experimental results indicated that the NPs improved membrane performance under optimal concentration of NPs. By changing the content of the filler, the permeate water flux was increased from 26 to 32 L/m2 h when the content of NPs is 0.5 (wt%) with the maintaining of high salt rejection of 98%.
