تهیه غشای ماتریس ترکیبی اتیلن وینیل استات-زیولیت 4A برای جداسازی گازCO2/N2

سهم قابل توجهی از پژوهش های انجام شده در زمینه جداسازی گاز کربن دی اکسید ( CO2 )، به عنوان مهم ترین چالش در کنترل گازهای گلخانه ای، به توسعه غشاهای پلیمری جدید اختصاص یافته است.در این باره، غشاهای ماتریس ترکیبی( MMMs ) یعنی ترکیبی از ذرات جامد پراکنده شده در شبکه پیوسته پلیمر، به عنوان راهکار موثری برای بهبود کارایی غشاهای پلیمری جداسازی گاز مطرح شده است. در این پژوهش، غشاهای ماتریس ترکیبی از کوپلیمر اتیلن وینیل استات ( EVA) و زیولیت 4Aبه روش ریخته گری محلولی-تبخیر حلال ساخته شد و عملکرد آ نها در جداسازی CO2 از نیتروژن(N2 )، در فشارهای 3-8 bar و دماهای عملیاتی مختلف 25-50°C بررسی شد. شکل شناسی و ساختاراین غشاها با آزمون های میکروسکوپی الکترونی پویشی ( SEM ) طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، گرماسنجی پویشی تفاضلی ( DSC )، گرماوزن سنجی ( TGA ) اندازه گیری چگالی و تورم حلالی بررسی شد. نتایج تراوایی گاز با استفاده از روش آزمون حجم ثابت نشان داد، تراوایی هردو گاز در غشا با وجود ذرات زیولیت در شبکه پلیمر، به طور شایان توجهی افزایش می یابد. محاسبه ضرایب نفوذ گازها در شبکه غشا نشان داد، افزایش ضریب نفوذ با افزایش محتوای زیولیت، سهمعمده را در افزایش تراوایی گازها داشته است. همچنین، گزینش پذیری CO2 /N 2 با افزودن ذرات زیولیت در غشا، به دلیل بهبود گزینش پذیری نفوذی ایده آل ( DCO2/DN2 ) افزایش یافته است. در حالت بهینه، تراوایی CO2 از 20/81 Barrer برای غشای خالص به 35/24 Barrer برای غشای دارای 10%wtزیولیت افزایش یافت و گزینش پذیری ایده آل CO2/N2 مرتبط با آن نیز % 20 زیاد شد. افزون بر این، عملکرد غشاها با افزایش فشار بهبود پیدا کرد. همچنین، افزایش دما موجب افت گزینش پذیری آ نها شد

Keywords:

غشای ماتریس ترکیبی , اتیلن وینیل استات , زیولیت 4A , جداسازی گاز , کربن دی اکسید