اثر چارچوب های فلزی-آلی MIL 53 عامل دارشده با آمین برعملکرد غشای پلی ( 4- متیل- 1- پنتین) در جداسازی مخلوط گازهای CH4 وCO2

در این پژوهش، اثر چارچوب های فلزی-آلی MOF( NH2-MIL 53 ) بر خواص گازتراوایی غشای پلیمری پلی( 4-متیل- 1-پنتین)، PMP ، بررسی شده است. از روش های مختلفی نظیر ،FTIR ،DSC ،SEM و آزمون جذب گاز به همراه آزمون جداسازی CO2/CH4 به حالت گاز خالص و مخلوط گازی برای بررسی آثار گروه عاملی NH2 – بر خواص غشاهای شبکه ترکیبی بهره گرفته شد. نتایج حاصل از DSC نشان دهنده افزایش دمای انتقال شیشه ای ( Tg ) غشاها به ازای ازدیاد درصد وزنی ذرات بوده است. همچنین، تصاویر SEM نمایانگر پخش مناسب و تقریبا یکنواخت ذرات در ماتریس NH2پلیمری بوده که عاری از تجمع قابل توجه ذرات است. آزمون جذب گاز از ذرات -MIL 53 نشان داد، این ذرات، جذب کاملا گزینشی نسبت به CO2 داشته اند که ناشی از برهم کنش بین CO2 وذرات افزودنی بوده است. افزون بر این، وجود ذرات NH2-MIL 53 منجر به افزایش تراوایی گازها (به ویژه CO2 ) و گزینش پذیری CO2/CH4 شد. با افزودن 30%wt از ذرات NH2-MIL 53 به غشای شبکه ترکیبی، تراوایی CO2 و گزینش پذیری CO2/CH4 در مخلوط گازی به ترتیب از 83/35 Barrerبه 210/21 Barrer و از 61 / 7 به 88 / 19 افزایش یافت. افزایش دما در آزمون تراوایی گازها از30°C به 60°C باعث افزایش تراوایی هر دو گاز CO2 و CH4 در مخلوط گازی شد، در حالی که گزینش پذیری CO2/CH4 کاهش یافت. افزون بر این، نتایج حاصل از عملکرد گروه های آمینی نشان داد، این گروه ها به بازیابی نیاز نداشته و عملکرد آنها در طول 120 h آزمون تراوایی افت نکرده است. مقایسه بین داده های تراوایی با مدل های مرسوم تراوایی نشان داد، مدل برگمن نسبت به مدل های ماکسول و لویس از تقریب بهتری در داده های تراوایی CO2 برخوردار بوده است.

کلیدواژه ها:

پلی ( 4-متیل- 1-پنتین) ، NH2-MIL 53غشای شبکه ترکیبی ، جداسازی ، CO2/CH4مخلوط گازی