طراحی و بهینه سازی و جداسازی هیدروژن با استفاده از غشای پالادیوم/نانوالیاف دی اکسید تیتانیوم

در مطالعه حاضر، نانوالیاف دی اکسید تیتانیوم به روش الکتروریسی تهیه شده و ذرات پالادیوم (Pd) روی نانو الیاف TiO2 با استفاده از ابکاری الکترولیز پوشش داده شدند. غشاهای آماده شده با استفاده از روش XRD و SEM تعیین مشخصات شدند. از تکنیک روش شناسی سطح پاسخ بر مبنای طراحی ترکیبی مرکزی (CCD) برای پیش بینی شرایط مطلوب برای میزان نفوذ هیدروژن و انتخاب پذیری ایده آل H2 / N2 با استفاده از درصد Pd در محدوده 10-30%، اختلاف فشار در محدوده 2-4 بار و درجه حرارت در محدوده 300-500 درجه سانتی گراد بررسی شد. با بهینه سازی پارامترها، حداکثر میزان نفوذ هیدروژن و انتخاب پذیری ایده آل H2 / N2 به ترتیب برابر با 0.320 mol.m-2 s-1 و 1235.2 بود که تطابق مناسبی با شار نفوذی و انتخاب پذیر پیش بینی شده توسط مدل (0.237 mol .m-2 s-1 و 1245.0 ) داشت. پس از بهینه سازی پارامترها، مخلوط های مختلف H2 / N2 برای به دست آوردن عملکرد غشای Pd / TiO2 بررسی شد. با افزایش N2 شارژ عبوری هیدروژن و فاکتور جداسازی H2 / N2 کاهش یافت. نتایج به دست آمده نشان می دهد غشاء نانولیفی Pd / TiO2 سنتز شده یک غشای موثر برای جداسازی هیدروژن و تولید هیدروژن خالص است.

کلیدواژه ها:

نانوالیاف TiO2 ، پالادیوم ، جداسازی هیدروژن ، الکتروریسی ، طراحی ترکیبی-مرکزی