جداسازی CO2/CH4 با استفاده از غشای ماتریس ترکیبیپلی متیل پنتین - ذرات MIL-53

در این مطالعه، اثر افزودن ذرات ( Materials Institute Lavoisier-53 (MIL-53 بر خواص گازتراوایی غشای پلی متیل پنتین ( PMP ) ارزیابی شد. MIL-53 با ترکیب درصدهای 10 ، 20 و30 wt% به ماتریس پلیمری اضافه شد. خواص MIL-53 و غشاهای ساخته شده به روش های مختلفی نظیر FTIR ،SEM و TGA بررسی شد. همچنین، آزمون جذب گازهای CO2 و 4CHبرای بررسی هر چه دقیق تر خواص گازتراوایی غشاهای حاصل انجام و داده های جذب با معادله لانگ مایر ارزیابی شد. افزون بر این، عملکرد غشاهای حاصل با اندازه گیری تراوایی گازهای CO2 وCH 4 و به دنبال آن محاسبه گزینش پذیری CO2/CH4 ارزیابی شد. نتایج SEM نشان داد، ذراتMIL-53 از پراکندگی نسبتا یکنواختی در ماتریس پلیمری غشا برخوردارند و فصل مشترک پلیمر وذرات تقریبا حاکی از نبود حفره های غیرگزینشی در عبور گاز بوده است. همچنین، بررسی TGAبیانگر بهبود پایداری گرمایی غشاهای ماتریس ترکیبی نسبت به غشای پلیمری خالص بوده است.نتایج نشان داد، تراوایی گازها (به ویژه CO2 )با افزایش درصد وزنی MIL-53 به طور قابل توجهی افزایش یافته و افزون بر این گزینش پذیری CO2/CH4 نیز از روندی صعودی و همسو با تراوایی برخوردار بوده است. ضریب انحلال پذیری CO2 در غشا برخلاف CH4 ، با افزایش درصد وزنی MIL-53 افزایش معنی داری داشته است، در حالی که ضریب نفوذ CO2 کاهش یافته است. درنهایت،مقایسه بین عملکرد غشاها با حد رابسون در جداسازی CO2/CH4 نشان داد، افزایش درصد وزنیMIL-53 بهبود عملکرد غشاها را به همراه داشته است و به حد رابسون در جداسازی 4CO2/CHبسیار نزدیک شده است.

کلیدواژه ها:

پلی متیل پنتین ، ، MIL-53غشای ماتریس ترکیبی ، حجم آزاد غشا ، CO2/CHجداسازی