ساخت و شناسایی غشای کامپوزیتی ماتریمید شبکه ا ی شده پل یوینیلیدن فلویورید برای جداسازی هیدروژن از نیتروژن

در پژوهش حاضر، غشای دولایه کامپوزیتی به روش پوششدهی، بهوسیله ماتریمید 5218 بهعنوان لایه گزینشی بر غشای نامتقارن متخلخل پلی وینیلیدن فلویورید بهعنوان زیرلایه ساخته شد. اثر شبک ها یکردن شیمیایی ماتریمید بهکمک اتیلن د یآمین بر خواص انتقال گاز خالص در غشا بررسیشد. آزمون تراوایی گازهای هیدروژن و نیتروژن در غشاهای مدنظر در دمای 25°C و فشار 2-8 barانجام شد. میکروسکوپی الکترونی پویشی برای مشاهدات شک لشناسی غشا بهکار گرفته شد. غشای ماتریمید پیش و پس از شبکه ا ی شدن بهوسیله طیفسنجی زیرقرمز تبدیل فوریه، پراش پرتو X وانداز هگیری چگالی بررسی شد. نتایج طی فسنجی زیرقرمز نشان داد، در اثر شبکه ای شدن، گروه های ایمیدی زنجیرهای ماتریمید به گروه های آمیدی تبدیل می شوند. نتایج پراش پرتو X نشان داد، پس از شبکه ای شدن فاصله بین زنجیرهای پلیمر کاهش می یابد. ب هکمک انداز هگیریچگالی و محاسبه حجم آزاد جزیی لایه گزینشی غشاها نشان داده شد، در اثر واکنش شبکه ای شدن، چگالی افزایش و حجم آزاد جزیی کاهش می یابد. همچنین، با افزایش غلظت عامل شبکه ا یکننده پلیمر، تراوایی گازها در غشا به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد که می تواند ناشی از کاهشضریب نفوذ گازها در اثر تراکم زنجیرهای پلیمر باشد. نشان داده شد، این کاهش تراوایی، برایH2/Nنیتروژن بیشتر از هیدروژن است. بر اثر اصلاح غشا بهکمک شبکه ای کردن، گزینش پذیری 2 در فشار 2 bar از 5/ 56 برای غشای ماتریمید خالص به 4/ 79 برای غشای کامپوزیتی شبکه ا یشدهبا % 12 وزنی اتیلن دی آمین، افزایش یافت. اثر فشار بر تراوایی غشاها بررسی شد و نتیجه آن با کاهش تراوایی گازهای دارای انحلال پذیری کم در اثر ازدیاد فشار گاز در پلیمرهای شیشه ای مطابقت داشت. همچنین با افزایش فشار، گزینش پذیری H2/N2 برای غشاهای دارای مقادیر کم اتیلندی آمین )% 4- 0( روند کاهشی دارد و سپس در مقدار % 8 ثابت می شود. در نهایت، با افزایش اتیلن دی آمین به % 12 وزنی گزینش پذیری تقریبا روند افزایشی می یابد.

Keywords:

غشای کامپوزیتی , شبک ها یکردن , ماتریمید , جداسازی گاز , هیدروژن