8578

8578

ساخت غشاهاي ماتريس آميخته براي زدودن د ياكسيد كربن از متان

درجه دكترا

مهندسي شيمي گرايش فرآيندهاي جداسازي

1390

1390

دكتر تورج محمدي

چكيده پژوهش در زمينه پوياي بهبود مواد كنوني يا عرضه مواد نوين براي ساخت غشاها، جا يگاه ويژه اي در گسترش دامنه كاربرد فرآيندهاي كاراي غشايي دارد. بزرگ ترين كاستي غشاها ي بس پاري ارزان و فرآوري پذير، وابستگي تراو شپذيري و گزينش گري آن ها به ي كديگر، كران بالايي روبسون ، است . در رو يكردي نوين به راه كاري كهن براي چيره شدن بر آن، پركن هاي ريز غربال گر مولكولي كارا در شبكه بس پاري به اين اميد نشانده م يشوند كه غشا ماتريس آميخته ساخته شده كارايي به تر و اقتصاد يتري از غشا ب سپاري براي پشت سر گذاردن كران بالايي روبسون داشته باشد. در پژوهش پي شرو، چندين نمونه غشا ماتريس آميخته با ب هترين گزين ههاي بس پاري (متريميد 5218 و غربال گر مولكولي كربني و ZSM- 5 و 5 A ، و پركن (زئوليت هاي سيگما- 1 (P و كو پل يايميد 84 نانولوله هاي كربني عامل دار شده) در دست رس، براي افزايش كاركرد جداسازي مخلوط دي اكسيد كربن / متان با روش قال بگيري محلول ساخته شدند و ساختار آ نها با روش هاي ارزيابي ساختار ي بررسي و سپس كاركرد جداسازي آ نها براي تراوش گازهاي د ياكسيد كربن و متان سنجيده شد. بر پايه ،P از آن رو كه مكانيزم جداسازي پلي ايميدهاي برگزيده در كار كنوني، متريميد 5218 و 84 گزينش گري جنبشي يا نفوذي استوار است، پرك نهاي برگزيده نيز بايد دس تكم بر اين پايه استوار باشند (مانند سيگما- 1). در مورد غربال گرهاي مولكولي كربني شار سطحي د ياكسيد كربن در درون روزنه هاي پركن، عامل تعيين كننده گزينش گري ست. نانوله هاي كربني عامل دار شده با گروه هاي آميني گزينش گري دي اكسيد كربن بيش تري نسبت به ديگر گازها ب هدليل اندركنش دي اكسيد كربن با مولكول هاي آميني از خود نشان م يدهند. اما در درصدهاي بالاي پرك نهاي ميكرواندازه، غشاهاي ماتريس آميخته بسيار شكننده م يشوند و گرايش به شكستن و ترك برداشتن دارند. عامل هاي سرشت، بارگذاري، چگالي و اندازه پرك نها و نيز غلظت (گران روي) محلول بس پاري بر ساخت غشا و پخش پرك نها و پيوند ميان آ نها و ب سپار اثر گذار از مه مترين عام لهاي اثر گذار بر ساختار غشاهاي ماتريس آميخته شناخته شدند. دست آوردهاي ارزيابي ساختار و نيز تراوش گازي، نشان دهنده پيوند خوبي ميان پلي ايميدهاي ب هكار گرفته شده و پرك نهاي نشانده شده در آ نها بودند . فرآوري گرمايي براي بازسازي كاستي هاي احتمالي ساختار و نوآرايي نيمه بلوري آن بسيار موثر شناخته شد. متريميد 5218 ، يك پلي ايميد تجاري غربال گر مولكول يسا، كاركرد جداسازي دي اكسيد كربن / متان براي ساختار آن از خود نشان داد. پركن هاي گوناگوني مانند سيليس نانواندازه، P از به تري از 84 غربال گر مولكولي كربني، نانو لوله هاي كربني در پلي ايميدهاي متريميد ،ZSM- 5 و 5 A زئوليت هاي %15 شد Wt. نشانده شدند. به دليل شكنندگي بسيار، بارگذاري پرك نها محدود به P 5218 و 84 5A %10 ) - زئوليت Wt.) اين بارگذاري، ب هترين كاركرد براي غشا ماتريس آميخته متريميد %15 ) با حدود به ترتيب 64 و 26 % افزايش در تراوش پذيري دي اكسيد كربن و گزين شگري د ياكسيد كربن / متان ب هدست آمد. واژگان كليدي: گاز طبيعي، د ياكسيد كربن، غشا ماتريس آميخته، پل يايميد، پركن، ب هبود كاركرد جداسازي