غشای ماتریس ترکیبی پلی( 4-متیل- 1- پنتین) پرشده با ذراتMIL 53 و کاربرد آن در جداسازی مخلوط کربن دی اکسید و نیتروژن

دراین پژوهش، عملکرد غشای ماتریس ترکیبی پلی( 4-متیل- 1-پنتین)حاوی ذرات MIL 53 درجداسازی کربن دی اکسید از نیتروژن بررسی شده است. ذرات MIL 53 با مقادیر وزنی 10 ، 20 و30% به ماتریس پلیمری اضافه شدند. همچنین، قابلیت جذب گازهای CO2 و N2 به وسیله ذرات MIL 53بررسی و داده های جذب به کمک معادله لانگمیر ارزیابی شدند. ساختار و خواص گرمایی ومکانیکی غشاهای حاصل با روش های FT-IR ، و SEM ، و TGA و آزمون کشش ارزیابی شد. همچنین، خواص گازتراوایی غشاهای حاصل به کمک گازهای خالص CO2 و N2 سنجیده شد. افزون بر این،برای درک دقیق تر خواص تراوایی غشاها ضرایب نفوذ و انحلال پذیری گازها در غشای پلیمری وغشاهای ماتریس ترکیبی محاسبه شد. نتایج TGA حاکی از بهبود دمای تخریب غشاهای ماتریس ترکیبی است، به طوری که دمای تخریب غشای حاوی % 30 وزنی از ذرات MIL 53 به 348°C افزایش یافت. نتایج SEM نیز پخش نسبتا یکنواخت ذرات در ماتریس پلیمری غشاها را به همراه فصل مشترک مناسب پلیمر-ذره نشان دادند. نتایج گازتراوایی نشان داد، تراوایی هر دو گاز(به ویژه CO2 ) با افزایش درصد وزنی ذرات در غشا، افزایش یافت، به طوری که تراوایی CO2 از98/74 Barrer در غشای پلیمری به 217/65 Barrer در غشای حاوی % 30 وزنی از ذرات افزایش یافت. همچنین، محاسبه گزینش پذیری گازها حاکی از افزایش گزینش پذیری CO2/N2 از 66 / 16 به 0 22/7 بوده است. در نهایت، عملکرد غشاهای ماتریس ترکیبی با حد رابسون در جداسازی CO2/N2 مقایسه و نتایج بیانگر غلبه عملکرد غشای ماتریس ترکیبی حاوی % 30 وزنی از ذرات MIL 53 بر حد رابسون بوده است.

Keywords:

پلی( 4-متیل- 1-پنتین) , , MIL 53غشای ماتریس ترکیبی , جداسازی , CO2/N2تراوایی