13495

13495

ساخت غشاهاي ماتريس ‌آميخته با استفاده از پركن MOF جهت جداسازي CO2/CH4

كارشناسي ارشد

شيمي - فرايندهاي جداسازي

شهريور ماه 1393

شهريور ماه 1393

دكتر تورج محمدي - دكتر محمود همتي

امروزه غشاهاي ماتريس‌آميخته نقش مهمي در جداسازي گازها دارند زيرا مي‌توانند ويژگي‌هاي مطلوب پليمرها و پركن‌هاي آلي/ غيرآلي را با هم تركيب كنند. در اين پژوهش از پلي‌يورتان (PU) به عنوان ماتريس پليمري و از ZIF-8 و FeBTC به عنوان پركن استفاده شده است. به منظور بررسي تأثير ميزان بارگذاري اين دو ماده‌ي پركن بر عملكرد غشا، غشاهاي مختلف با بارگذاري‌هاي متفاوت ZIF-8 (از 0 تا 50%) و FeBTC (از 0 تا 15%) تهيه شدند. ويژگي‌هاي انتقال گاز اين غشاها توسط آزمايشات تراوش گازي گازهاي خالص CO2 و CH4 در فشار bar 4 مورد بررسي قرار گرفتند. جهت بررسي تأثير فشار بر عملكرد غشاها، آزمايشات تراوش در سه فشار 4 و 8 و bar 12 انجام شدند. علاوه بر آزمايشات تراوش، ريخت‌شناسي و ويژگي‌هاي حرارتي و مكانيكي غشاها نيز توسط آزمون‌هاي SEM، TGA، DSC و آزمون كشش مورد بررسي قرار گرفتند. افزودن كريستال‌هاي ZIF-8 به ماتريس پليمري PU منجر به بهبود عملكرد غشاها شد. تراوش‌پذيري گازها و گزينش‌پذيري ايده‌آل تا بارگذاري 30% افزايش يافت. اما غشاي PU-ZIF8 (50%) نسبت به غشاي PU-ZIF8 (30%) مقداري كاهش در گزينش‌پذيري ايده‌آل نشان داد. افزايش 5 و 10% وزني از ذرات FeBTC موجب افزايش تراوش‌پذيري گازها و گزينش‌پذيري ايده‌آل شد اما در بارگذاري بيشتر (15%) تراوش‌پذيري گازها كاهش و گزينش‌پذيري ايده‌آل افزايش يافت. افزايش فشار نيز عملكرد غشاها را بهبود بخشيد به طوري كه با افزايش فشار تراوش‌پذيري CO2 و CH4 به ترتيب افزايش و كاهش نشان داد و در نتيجه گزينش‌پذيري ايده‌آل افزايش يافت به طوري كه بالاترين گزينش‌پذيري در غشاي PU-ZIF8 (30%) در فشار bar 12 مشاهده شد. كلمات كليدي: جداسازي گاز، غشاي ماتريس‌آميخته، ZIF-8 و FeBTC