اثر تغییر دما در فرآیند تراوش تبخیری بر عملکرد غشاهای شبکهمختلط ZIF-۸/PEBA و MCM-۴۱/PEBA در جداسازی تولوئن از آب

فرآیند تراوش تبخیری یک سیستم جداسازی ترکیبات آلی از محلول های آبی مبتنی بر غشاهای شبکه مختلط می باشد که در سال هایاخیر توسط پژوهشگران توسعه یافته است. با توجه به غلظت پایین ترکیب آلی فرار در آب، فناوری مورد استفاده در جداسازی این مواد ازآب، روش تراوش تبخیری با غشاهای آب گریز می باشد و در شرایط عملیاتی مختلف، پارامترهای جداسازی غشا بررسی می شود. در اینپژوهش مدنظر است تا تاثیر افزایش دمای خوراک (دمای عملیاتی) بر مهم ترین پارامترهای تراوش تبخیری (شار کل تراوه، ضریب جداسازیو شار اجزا) مورد ارزیابی گیرد. به منظور بررسی اثر دمای خوراک بر عملکرد غشاهای شبکه مختلط ساخته شده با افزودنی های ZIF-۸ وMCM-۴۱ ، دمای عملیاتی از ۲۰ به ̊C ۵۰ (با فواصل دمایی ̊C ۱۰ ) در غلظت خوراک ppm ۳۰۰ تولوئن در آب، تغییر داده شد. نتایج بهدست آمده حاکی از آن بود که با افزایش دمای خوراک، شار کل تراوه برای غشای ۱۵% ZIF-۸/PEBA از ۳۲۰ به (فرمول در متن اصلی مقاله) ۵۰۱ افزایشیافته و ضریب جداسازی از ۴۶۵ به ۴۰۹ افت کرده است. برای نمونه حاوی UC-MCM-۴۱ با بارگذاری ۵ / ۷ درصد، با افزایش دمایعملیاتی از ۲۰ به ̊C ۵۰ ، شار کل تراوه از ۱ / ۳۲۴ به (فرمول در متن اصلی مقاله) ℎ ۳ / ۳۹۲ بهبود یافته، در حالی که ضریب جداسازی از ۲۲۱ به ۷ / ۱۷۹ کاهشیافت. می توان نتیجه گرفت که با افزایش دمای خوراک، زنجیره های پلیمری شبکه غشایی نرم و منعطف تر می شوند. افزایش انعطافزنجیره ها سبب ایجاد حفره ها و فضاهای خالی غیر گزینش گر برای عبور مولکول های خوراک می شود. عبور خوراک از میان غشا قاعدتا شارتراوه را افزایش خواهد داد، اما به دلیل ایجاد فضاهای خالی، تماس میان خوراک و نانوذرات کمتر خواهد شد. بنابراین، ضریب جداسازیافت خواهد کرد.

Keywords:

تراوش تبخیری , تولوئن , دمای عملیاتی , غشای شبکه مختلط , نانوذرات