ساخت و بررسی اثر نانوذرات سیلیکا برخواص جداسازی گاز غشا آلیاژی پلی سولفون- پلی آکریلونیتریل

وجود مزیت های فراوان سیستم های غشایی و پیشرفت های صورت پذیرفته در این زمینه موجب گردیده است که تحقیقات گسترده ای در زمینه توسعه و گسترش مواد پلیمری مختلف جهت بهینه سازی روش جداسازی گاز توسط فرآیند غشایی و همچنین توسعه روش های نوین برای تولید غشاهایی با کارایی بالا صورت پذیرد. در این پژوهش، بهبود خواص جداسازی گاز در غشای آلیازی پلی آکریلونیتریل و پلی سولفون با اضافه کردن نانوذرات سیلیکا مورد توجه قرار گرفته است که با تهیه غشای متراکم دنبال شد. در این پژوهش ابتدا با اضافه کردن پلی سولفون به غشای پلی آکریلونیتریل، بهترین ترکیب درصد غشای آلیاژی بدست آمد و سپس از روش سل-ژل برای ساخت غشاهای نانوکامپوزیت و از روش فشار ثابت برای بررسی تراوایی گازها استفاده شد. تمام غشاها با استفاده از روش تبخیر حلال آماده شدند. نسبت پلیمرها در غشاهای ماتریس مخلوط به میزان (PSF-PAN)؛ PSF 100%, PAN 100%؛ (5/95)، (15/85) در نظر گرفته شد، در حالی که نانوذرات سیلیکا با درصدهای 2/5، 5، 10، 15، 20 درصد وزنی بارگذاری شد. از آزمون های SEM و FT-IR جهت بررسی صحت نتایج بدست آمده استفاده شد. تراوش پذیری غشاهای پرشده از 10% وزنی سیلیکا برای گازهای (N(2), O(2), CO(2 و (CH(4 به ترتیب 117%، 137%، 95% و 53% نسبت به غشای خالی از نانوذرات سیلیکا افزایش داشت. با افزایش مقدار نانوذرات سیلیکا در شبکه پلیمری (10% سیلیکا) کارایی جداسازی گاز بهبود یافت، بطوری که افزایش همزمان تراوش پذیری و انتخاب پذیری مشاهده شد.

کلیدواژه ها:

غشا ، جداسازی ، گاز پلیمر ، پلی سولفون ، پلی آکریلونیتریل ، سیلیکا