15563

15563

خواص جداسازي غشا نانوكامپوزيت پايه PEBAX 1657 براي تراوش گزينشي CO2 با افزودن نانو ذرات آمينه

كارشناسي ارشد

جداسازي

بهمن ماه 1394

بهمن ماه 1394

دكتر تورج محمدي

مهندسي شيمي

چكيده امروزه از مهم‌ترينفرآيندهاي جداسازي بخصوص در جداسازي گازي، فرآيندهاي جداسازي غشايي هستند كه در آن¬ها غشاهاي پليمري به دليل سهولت افزايش مقياس و صنعتي سازي، از پر كاربردترين نوع غشاها محسوب مي‌شوند. با توجه به وابستگي تراوش پذيري و گزينش گري اين غشاها به يكديگر كه عاملي محدود كننده در بكار گيري آن¬ها بشمار مي¬رود پراكندن يك پركن غير آلي درون شبكه پليمري، خواص جداسازي غشا بدست آمده را نسبت به غشا پليمري خالص بهبود مي‌بخشد و محدوديت غشاهاي خالص را برطرف مي¬كند. دراينپژوهش،ابتدا اثر نوع حلال در ساخت غشا¬هاي خالص PEBAX بررسي شد و با توجه به نتايج عملكرد جداسازي، حلال DMF به عنوان بهترين گزينه از نظر سهولت استفاده و مقادير مناسب گزينش¬گري و تراوايي نسبت به ساير غشاها، انتخاب شد. سپس بعد از فرآيند اصلاح سطح نانوذرات پركن، غشاهاينانوكامپوزيتبااستفادهازپليمرPEBAX ونانوذرات SiO2 خالص و اصلاح شده توسط عامل¬هاي آمين،به¬روشريخته¬گريمحلولپليمري ساختهشدند و با به¬كارگيريآزمون¬هايSEM،FE-SEM،XRD،FTIR،CHNوآزمايش¬هايتراوش پذيري گازCO2 و CH4مورد ارزيابيقرار گرفتند. آزمونSEMپيونديمناسبمياننانوذر‌اتپركنوبسترپليمري،وهمچنينتوزيعمناسبذراتتابارگذاري %20 را نشانداد. اثرپارامترهايفشاربالادستي، دماي خوراك وميزانبارگذاري نانوذراتبررويعملكردغشابااستفادهازآزمون¬هاي تراوش پذيري گازهايخالصموردبررسيقرارگرفت. بطور كلي با افزايش فشارگازهايخالصاز 2 تا bar10مقادير تراوش پذيري و گزينش¬پذيري ، به علت پديده لاستيكي شدن افزايش مي¬يابد.در ميان غشا¬هاي نانوكامپوزيت حاوي نانوذرات خالص و آمينه،بهتريننتايج مربوط به غشابابارگذاري %20نانوذرات آمينه، با گزينش¬پذيري58/38و تراوش پذيريBarrer 29/124 مي¬باشد در حاليكه اين مقادير براي غشا حاوي %20 نانوذرات خالص به ترتيب برابر با 89/32 و 14/102 و براي غشا پليمري خالص به ترتيب برابر با 61/22 و 54/111 بدست آمده اند. همچنين افزايش دماي خوراك در فشار bar 5 براي غشا حاوي 10% وزني نانوذرات سيليكا خالص، علي رغم افزايش تراوش پذيري هر دو گاز، موجب كاهش شديد گزينش¬گري به دليل حساسيت بالاي تراوش پذيري گاز متان به دما شد. واژه‌هاي كليدي:نانوكامپوزيت، جداسازي CO2/CH4، آميناسيون، PEBAX ، نانوذره، اصلاح سطح