بررسی و مقایسه اثر بارگذاری گرافن و اکسید گرافن بر عملکرد جداسازی گازهای اکسیژن/ نیتروژن توسط غشا پلیمری

در این پژوهش، اثر بارگذاری نانوصفحات گرافن و اکسید گرافن، در محدوده بارگذاری 0.3 تا 1 درصد وزنی، به منظور بهبودعملکرد جداسازی گازهای اکسیژن و نیتروژن توسط غشا پلیمری پلیاتربلاک آمید (Pebax-1657) بررسی شده است. آنالیزهای XRD, SEM و FTIR نیز جهت مطالعه ساختار غشاهای ساختهشده، انجام شده است. نتایج تراوایی گازهای عبوری نشان میدهد که با افزایش بارگذاری نانوذرات در ماتریس پلیمری، تراوایی گازهای اکسیژن و نیتروژن نسبت به غشا خالص افزایش یافته است. به عنوان نمونه، تراوایی گاز اکسیژن از مقدار 2.76 برر (Barrer)برای غشا خالص، به ترتیب به مقادیر 3.97 و 4.16 برر برای نمونه غشاهای حاوی 0.7 و 0.5 درصد وزنی گرافن و اکسید گرافن رسیده است. علت این امر را می توان به کاهش کریستالیتی بخش غیرقابل عبور غشا نسبت داد که با افزایش بارگذاری نانوذرات، فضای خالی بیشتری برایعبور گازها توسط نانوذرات فراهم شده است. گزینشپذیری ایدهآل اکسیژن/ نیتروژن نیز از مقدار 7.75 برای غشا خالص، بهترتیب به مقادیر 9.92 و 7.79 برای غشاهای حاوی 0.7 و 0.3 درصد وزنی گرافن و اکسید گرافن رسیده است. نتایج جداسازیگازی نشان میدهد که استفاده از نانوصفحات پایه گرافنی میتواند به عنوان یک انتخاب ایده آل جهت بهبود عملکردجداسازی گازی غشاهای پلیمری، درنظر گرفته شود.

Keywords:

غشا ماتریس آمیخته , جداسازی گازی , Pebax , گرافن , اکسید گرافن