10249

10249

مدل‌سازي رياضي غشاهاي ماتريس آميخته‌ي حاوي نانوذرات تراوا

كارشناسي ارشد

شيمي

شهريور 1391

شهريور 1391

دكتر تورج محمدي

دكتر اميد بختياري

غشا در يك فرآيند جداسازي غشايي، قلب فرآيند را تشكيل مي‌دهد. بي‌شك ميزان موفقيت‌آميز بودن فرآيند را فاكتورهاي توانايي غشا در جدا نمودن اجزايي كه بايد بطور انتخابي از غشا بگذرند، تعيين مي‌كنند. غشاهاي پليمري ويژگي‌هاي دلخواهي چون مقاومت مكانيكي مناسب، انعطاف‌پذيري بالا و قيمت پايين دارند و تراوش‌پذيري و انتخاب‌پذيريشان وابسته به يكديگر مي‌باشد و افزايش يكي در ازاي كاهش ديگري است. از ديگر سو غشاهاي سراميكي با همه ويژگي‌هاي مناسبي كه دارند داراي دو محدوديت بزرگ قيمت بالا و نيز سطح در واحد حجم پايين هستند. غشاهاي ماتريس آميخته يك نسل نو از غشاها هستند كه با اميد به كارگيري ويژگي‌هاي دلخواه هر دو دسته از غشاهاي پليمري و غيرآلي (همانند زئوليت‌ها و غربال‌گرهاي مولكولي) ساخته شده‌اند. اين دسته از غشا‌ها معمولاًً داراي تراوايي و انتخاب‌پذيري بالايي هستند. با توجه به اينكه با تغيير درصد حجمي فاز غيرآلي در بستر پليمر، تراوايي و انتخاب‌پذيري غشا ماتريس آميخته تغيير مي‌كند و انجام آزمايشا‌ت مختلف براي ساخت غشايي با بهترين كارايي (تراوايي و انتخاب‌پذيري بالا) مستلزم صرف هزينه و زمان مي‌باشد پس ايجاب مي‌كند كه به دنبال مدل‌هاي رياضي جهت تعيين تراوايي و انتخاب‌پذيري غشا باشيم. مدل‌هاي مختلفي براي پيش‌بيني تراوايي غشا ماتريس آميخته ارائه شده است. پيش‌بيني اين مدل‌ها تا حدودي از مقادير تجربي فاصله دارد كه علت آن پديده‌هاي نامطلوبي هستند كه هنگام ساخت غشا، در آن رخ مي‌دهند مانند سخت شدن زنجيره‌هاي پليمري و مسدود شدن حفرات پركن كه باعث كاهش تراوايي غشا مي‌شوند. همچنين شكل پركن بر تراوايي غشا مؤثر است. در اين تحقيق سعي شده است كه اين اثرها به مدل‌هاي ايده‌ال موجود وارد و نتايج مدل‌هاي اصلاح شده با داده‌هاي تجربي مقايسه شوند. نتايج نشان مي‌دهند كه خطاي مدل‌هاي ايده‌ال پس از اصلاح كردن از 20-40% تا 3-6% كاهش يافت. واژه‌هاي كليدي: غشا ماتريس آميخته، مدل‌هاي رياضي، تراوايي، انتخاب‌پذيري