در اين اختراع هدف اصلي ساخت غشاي نانواليافي پليمري و بهبود خواص سطحي آن به منظور كاهش گرفتگي براي استفاده به عنوان غشاي ضد گرفتگي ميكروفيلتراسيون پربازده جهت استفاده در بيوراكتورهاي غشايي مي باشد. براي رسيدن به اين هدف غشاي نانواليافي پلي آكريلونيتريل اصلاح شده توسط نانوذرات پلي سيترات پاراآمينو بنزوات آلوموكسان توسط روش الكتروريسي ساخته شد. لازم به ذكر است كه نانوذرات آب دوست پلي سيترات پاراآمينو بنزوات آلوموكسان براي اولين بار و در اين مطالعه سنتز شده است. اصلاح غشا توسط نانوذرات آب دوست پلي سيترات پاراآمينو بنزوات آلوموكسان باعث افزايش آب دوستي سطح غشا و كاهش گرفتگي آن شده است. غشاي فلاكس بالاي ساخته شده كه داراي قابليت گرفتگي پايين بوده در فرايند هاي مختلف تصفيه پساب به خصوص بيوراكتورهاي غشايي مي تواند به طور موثري مورد استفاده قرار بگيرد.

با وجود تحقيقات بسيار در زمينه ساخت غشاهاي ضد گرفتگي جهت حذف فلزات سنگين از آب هنوز پيشرفت هاي حاصل شده در اين زمينه جهت مصارف صنعتي رضايت بخش نيست. در اين مطالعه سعي بر آن است كه روشي نوين و كارامد جهت ساخت غشاي ضدگرفتگي نانوفيلتراسيون پلي اترسولفون به منظور حذف موثر فلزات سنگين از آب ارائه شود. در اين مطالعه كركومين مزوپور كيت-6 براي اولين بار سنتز و جهت عامل دار كردن غشاي نانوفيلتراسيون پلي اترسولفون مورد استفاده قرار گرفته شده است. روش اصلاحي به كارگرفته شده با هدف تاثير بر آب دوستي، بار سطحي ، اندازه حفرات، پروسيته و معرفي گروه هاي عاملي جاذب جهت بالا بردن قابليت غشاي پلي اترسولفون جهت حذف موثر فلزات سنگين انجام شده است. كركومين-مزوپور كيت-6 و پلي اترسولفون به دليل ايجاد پيوند هيدروژني بين گروه هاي هيدروكسيل فنلي و كربوكسيل كركومين-مزوپور كيت-6 و سولفون در ساختار پلي اترسولفون داراي سازگاري خوبي با يكديگر هستند و در نتيجه غشاي حاصله از پايداري نسبتا بالايي برخوردار است. نتايج حاصله نشان داد كه غشاي شار بالاي ساخته شده كه داراي قابليت استفاده مجدد و گرفتگي پايين است مي تواند به طور موثري در حذف فلزات سنگين از محيط هاي آبي مورد استفاده قرار بگيرد.

با وجود تحقيقات بسيار در زمينه بكارگيري فناوري جداسازي غشايي در حذف فلزات سنگين از آب ها، محدوديت هاي زيادي در جهت تجاري سازي فناوري غشايي در اين زمينه وجود دارد. در اختراع حاضر، به منظور تهيه غشاهاي داراي ويژگي هاي بالقوه جهت حذف فلزات سنگين از فاضلاب براي اولين بار نانومواد مزوپور سيليس عامل دار شده با تتراتيوترفتالات سنتز و مورد استفاده قرار گرفته شده است. به اين ترتيب، نانومواد سنتز شده در پيكره غشاي پلي اترسولفون جاسازي شده و غشاهاي ماتريس آميخته حاوي نانومواد مزوپور سيليس عامل دار شده با تتراتيوترفتالات تهيه شده و جهت تعيين ويژگي هاي ضدگرفتگي و قابليت حذف فلزات سنگين مورد مطالعه قرار داده شده اند. افزودن نانومواد تهيه شده سبب افزايش آب دوستي، پروسيته، بار منفي سطح غشا و شار عبوري از غشا و كاهش قابل توجه زبري غشاي پلي اترسولفون شده است. به علاوه، غشاهاي ماتريس آميخته داراي ويژگي هاي ضدگرفتگي عالي و راندمان بالا در حذف فلزات سنگين از فاضلاب مي باشند. غشاهاي ماتريس آميخته حاوي نانومواد مزوپور سيليس عامل دار شده با تتراتيوترفتالات گزينه اي مناسب براي حذف فلزات سنگين از فاضلاب صنايع مختلف از جمله كاغذ سازي، آلياژ، آبكاري فلزات، رنگرزي مي باشند.

سطوح ابر آب‌گريز خواص شگفت‌انگيزي ازجمله خاصيت ضد چسبندگي، ضد آلودگي، خودتميزشوندگي، جداسازي آب و مواد روغني و ... را نشان مي‌دهند. اين سطوح با داشتن خواص منحصربه‌فردتر شوندگي توانايي استفاده در صنعت را دارا مي‌باشند. در طي دو دهه اخير اين سطوح وارد محصولات تجاري شده‌اند. تا حال حاضر، دانشمندان به‌طور جزئي موفق به الگوبرداري از سطوح ابر آب‌گريز مصنوعي و ساخت سطوح ابر آب‌گريز مصنوعي شده‌اند. اهميت موضوع تهيه فيلتر ابر آبگريز ما را بر آن داشت تا فيلترهاي با قابليت جداسازي پيوسته و سريع دو فاز آب و نفت از همديگر را تهيه نماييم . به اين منظور سه فيلتر نانواليافي ابرآبگريز با روش پوشش دهي عميق ماتريكس نانواليافي در سه سوسپانسيون كه توسط نانوذرات اصلاح شده جديد اكسيد روي-NSPO، بوهميت-NSPO و تيتانيوم دي اكسيد- NSPO ساخته شده و به منظور جداسازي آب و روغن مورد ارزيابي قرارگرفته اند. به اين ترتيب، فيلترهاي ابر آبگريز جديدي به منظور جداسازي تركيب هاي مختلف آب-نفت بدست آمد كه به راحتي و بازدهي بالا (حدود 99 درصد) قادر به جداسازي انواع تركيبات آب-نفت است. از اين نوع فيلتر ابرآب گريز مي توان استفاده ي چندين و چند باره براي جداسازي تركيبات آب-نفت كرد بدون آنكه بازده ي جداسازي كاهش چشم گيري داشته باشد.

نانوالياف توليد شده به روش معمولي داراي ساختاري نبافته و تصادفي ميباشد، اما در صورت ايجاد تغييراتي در سيستم الكتروريسي ميتوان نانوالياف را به شكلهاي منسجم تري مانند نخ نيز توليد كرد. با وجود اينكه تبديل نانوالياف به نخ باعث بهبود خواص مكانيكي و نظم نانوالياف ميشود، محققان هنوز هم نتوانستند براي نخ هاي توليد شده با نانوالياف، مقاومت كافي براي استفاده در صنايع و كاربرد هايي كه نياز به مقاومت مكانيكي و كششي زيادي دارند را پيدا كنند. با پوشش دهي نانوالياف بر روي نخ ميتوان علاوه بر نظم دادن به ساختار كلي نانوالياف، مقاومت مكانيكي آن را نيز تا حد دلخواه (با توجه به نوع نخ و پليمر استفاده شده) افزايش داد كه ميتواند با توجه به خواص تركيبي نانوالياف و نخ مورد استفاده كاربرد هاي بالقوه اي در صنايع نساجي براي ساخت پارچه ها و منسوجات مورد استفاده در فيلتراسيون، لباس هاي محافظ و پزشكي (نخ هاي بخيه، بانداژ زخم و ...) داشته باشد. اين دستگاه قادر به پوشش دهي نخ و سيم با نانوالياف با سرعت بالا ميباشد.

در اين اختراع، روش كاربردي و ساده براي سنتز نوع جديدي از پكتين عامل دار شده معرفي شد. ماده تركيبي پيرازول/پكتين (PCPT) توسط آناليز هاي SEM ، XRD ، FT-IR و EDX شناسايي شد و سپس در غلظت هاي مختلف در غشاء نانوفيلتراسيون پلي اترسولفون (PES) گنجانده شد. تمام غشاهاي اصلاح شده شار آب خالص بيشتري را در مقايسه با غشاي اصلاح نشده از خود نشان دادند و در بهترين حالت، مقدار شار آب خالص 43.22 كيلوگرم بر متر مربع براي غشاي كامپوزيت 0.3 درصد وزني از پكتين عامل دار شده بدست آمد كه در ميان همه غشاهاي ساخته شده، بيشترين ميانگين اندازه منافذ ، تخلخل ، آب دوستي سطح ، صافي و بار منفي را نشان داد. براي غشاهاي اصلاح شده پس دهي نمك به طور قابل توجهي به صورت Na2SO4 ˃ NaCl افزايش يافت و رفتار غشا نانوفيلتراسيون را تأييد كرد. براي غشاي بهينه، درصد حذف رنگ دايركت رد- 16 و بنفش كريستالي (CV) به ترتيب 99.82و 98.24٪ و شار نفوذ هم به ترتيب 40.2 و 40.1 كيلوگرم بر متر مربع بود. ميزان حذف فلزات سنگين سرب، مس و كادميم براي غشاي اصلاح نشده به ترتيب برابر با 31، 32 و 32.5 درصد بود، در حالي كه درصد حذف اين فلزات براي غشاي بهينه اصلاح شده به ترتيب 98.09، 98.32 و 98.63 درصد به دست آمد. علاوه بر اين، غشاي بهينه خواص ضد گرفتگي فوق العاده اي از خود نشان داد و هيبريد پكيتن عاملدار شده را به عنوان يك عامل اصلاح كننده كارامد در غشاها براي تصفيه آب و فاضلاب معرفي كرد.