ارزیابی مقادیر تراوش پذیری و انتخاب گری گازهای خالص با غشای نانو کامپوزیتی پلی 4- متیل -1- پنتن/ روی و بررسی کارایی غشا در حضور نانو ذرات روی

در این پژوهش، کارایی جداسازی گاز غشای پلی 4- متیل 1- پنتن، پر شده با نانو ذرات روی مورد بررسی قرار گرفت. غشاها با استفاده از روش تبخیر حلال آماده شدند. نسبت پلیمر در غشاهای نانو کامپوزیتی به میزان % 3 وزنی بوده؛ اگرچه نانو ذرات روی در 2/5، 5، 8، 10 و 15 درصد وزنی بارگذاری شدند. تراوش پذیری غشاها برای گازهای خالص دیاکسید کربن، متان، اکسیژن و نیتروژن توسط روش فشار ثابت مورد بررسی قرار گرفت. ساختارشناسی غشاها توسط میکروسکوپ الکترونی پویشی، طیف انتقالفوریه مادون قرمز صورت پذیرفت. تصاویر میکروسکوپ الکترونی پویشی، ساختارهای مختلف غشاها را در بارگذاری های متفاوت نشان داد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی پویشی، پراکندگی مناسبی از نانو ذرات را در شبکه پلیمری غشاها نشان دادند؛ که البته کلوخه شدن به صورت اندک در 15 % وزنی روی مشاهده شد. به ازای افزایش فشار خوراک ورودی و نیز افزودن ترکیب درصد نانو ذرات، خواص جداسازی گاز غشای پلی 4- متیل -1- پنتن بهبود یافت؛ به طوری که افزایش همزمان مقادیر تراوش پذیری و انتخابگری گازها مشاهده شد. در این پژوهش مشاهده گردید که، تراوش پذیری غشای پر شده با % 15 وزنی روی برای گازهای دیاکسید کربن و متان به ترتیب % 205 و % 162 نسبت به غشای خالص افزایش داشت. همچنین تراوایی دی اکسید کربن برای بارگذاری15% وزنی از Barrer 11/93 در فشار bar 2 به Barrer 321/86 در فشار bar 8 افزایش یافت. به علاوه، این مقادیر برای متان به ترتیب از Barrer 11/77 به Barrer 29/26 افزایش نشان داد؛ نهایتا انتخاب گری جفت گاز دیاکسید کربن/ متان از 9/68 به 11 افزایش پیدا کرد.

کلیدواژه ها:

غشا ، جداسازی گاز ، پلی -4 متیل 1- پنتن ، نانو ذرات روی ، تراوش پذیری ، انتخاب گری