ارتقای عملکرد غشای Pebax با استفاده از سلولوز کربوکسیل دارشده برای جداسازی کربن دی اکسید

فرضیه: رشد صنایع مختلف جداسازی CO۲ را به یکی از چالش های اساسی دنیای امروز تبدیل کرده است. در میان روش های مختلف استفاده شده برای جداسازی CO۲، جداسازی غشایی روشی جدید و مناسب است. در میان غشاهای استفاده شده در این راستا، غشاهای تهیه شده از پلی اتر قطعه آمید (Pebax) از جمله غشاهای پرکاربرد و صنعتی هستند. با وجود کاربرد گسترده، محدودیت مبادله (Trade-off)  یکی از چالش های اساسی غشاهای ساخته شده از این پلیمر است که در سال های اخیر پژوهش های مختلفی برای رفع این چالش شده است. در این مطالعه به منظور غلبه بر محدودیت مبادله مربوط به غشاهای Pebax، از سلولوز استفاده شد. در این راستا سلولوز ابتدا با گروه های کربوکسیلی اصلاح شده و سپس به ماتریس پلیمری اضافه شد.روش ها: سلولوز به دلیل گروه های هیدروکسیل خود می تواند برهم کنش ماتریس غشایی با CO۲ را تقویت کرده و از طرفی از طریق برقراری پیوندهای هیدورژنی باعث افزایش استحکام غشای تهیه شده شود. در این راستا ابتدا به منظور بهبود امتزاج پذیری سلولوز با Pebax، سلولوز تهیه شده کربوکسیل دارشده و سپس به محلول پلیمری افزوده شد. یافته ها: با افزودن سلولوز کربوکسیل دارشده به Pebax، ماتریس غشایی به دلیل برقراری پیوندهای هیدروژنی بین سلولوز و زنجیرهای Pebax سفت تر شده و عملکرد جداسازی تا حد شایان توجهی بهبود یافت، به طوری که گزینش پذیری CO۲/N۲ برای غشاهای P۳C۱ و P۲C۱ نسبت به غشای خالص به ترتیب ۹۲ و %۱۲۰افزایش داشت. ارتقای عملکرد غشاها بر اثر افزودن سلولوز باعث شد تا این غشاها به راحتی از مرز Robeson عبور کرده و بر محدودیت مبادله غلبه کنند که نشانی بر نقش کلیدی این ماده پرکاربرد در بهبود عملکرد جداسازی Pebax بود. افزون بر بهبود عملکرد جداسازی، نتایج حاصل از اندازه گیری استحکام مکانیکی غشاها، حاکی از ارتقای ۵ برابری مدول یانگ و افزایش ۳.۵ برابری استحکام کششی غشای P۲C۱ نسبت به غشای خالص بود.

کلیدواژه ها:

جداسازی CO۲ ، غشا ، پلی اتر قطعه آمید ، سلولوز کربوکسیل دارشده ، محدودیت مبادله