مقایسه جداسازی تولوئن از محلول آبی به روش تراوش تبخیری با استفاده از غشاهای شبکه مختلط حاوی نانوذرات ZIF-۸ و MCM-۴۱

در دهه اخیر فرآیند تراوش تبخیری به همراه غشاهای شبکه مختلط برای حذف ترکیبات آلی فرار مانند تولوئن از آببه سرعت توسعه یافته است. در مقاله حاضر، نانوذرات ZIF-۸ از خانواده چارچوب های آلی – فلز (MOF) و MCM-۴۱ ازخانواده سیلیکات های مزوپور سنتز شدند و سپس در شبکه پلیمری پلی اتر بلاک آمید (PEBA-۲۵۳۳) گنجانده شدند. ذراتMCM-۴۱ در دمای ̊C ۵۵۰ کلسینه شدند تا با خروج ماده فعال سطحی از درون ساختار آن بتوان اثر کلسینه کردن برجداسازی محلول تولوئن و آب توسط غشاهای شبکه مختلط حاوی این ذرات کلسینه شده را نیز مورد مطالعه قرار داد.آزمایش های تراوش تبخیری برای بررسی اثر بارگذاری ZIF-۸ و MCM-۴۱ ، بر شار کل، شار اجزا، ضریب جداسازی و شاخصجداسازی تراوش تبخیری (PSI) انجام شد. غشا شبکه مختلط محتوی ۵ / ۷ درصد MCM-۴۱ کلسینه نشده، در دمای ۳۰ ̊C ،در محلول آبی محتوی ۳۰۰ppm تولوئن، ضریب جداسازی را از ۴ / ۴۴ به ۷ / ۲۰۳ ( ۷ / ۳۵۸ درصد افزایش) و شار تولوئن را از۹ / ۳ به ۱۰/۵g/m(۲)h (۱۶۳/۸ درصد افزایش) بهبود بخشید. برای همین نمونه، مقدار شاخص PSI حدود (۶۷۲۹۰g/m(۲)h به دستآمد که در مقایسه با غشای PEBA خالص ۴۱۲ درصد افزایش یافته بود. غشای شبکه مختلط ZIF-۸/PEBA با ۱۵ درصدبارگذاری، در دمای ۳۰ ̊C، از نظر شار کل، شار تولوئن، ضریب جداسازی و PSI به ترتیب ۶ / ۱۳ ، ۹۲۰ ، ۹۰۴ و ۱۰۶۵ درصدنسبت به غشای خالص عملکرد بهتری را از خود نشان داد. این نتایج زمینه استفاده از غشاهای شبکه مختلط ZIF-۸/PEBAو UC-MCM-۴۱/PEBA در جداسازی تولوئن از محلول آبی با فرآیند تراوش تبخیری را فراهم نموده و جنبه های کاربردیجدیدی برای چارچوب های آلی - فلز و مزوپورهای سیلیکاتی در فناوری غشایی معرفی می کند.

Keywords:

غشاهای شبکه مختلط , چارچوب آلی – فلز , سیلیکات مزوپور , تولوئن , تراوش تبخیری