جستجو در:
دوره 7، شماره 4 - ( 1402 )
جلد 7 شماره 4 صفحات 61-47 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Khazaei R, عابدینی ر. Exploring the performance of a composite membrane with a nanometer-thin selective layer of chitosan-gallic acid for the separation of carbon dioxide. IQBQ 2023; 7 (4) :47-61
URL: http://arcpe.modares.ac.ir/article-38-77833-fa.html
URL: http://arcpe.modares.ac.ir/article-38-77833-fa.html
خزائی رقیه، عابدینی رضا. بررسی غشای کامپوزیتی با لایه گزینش‌پذیر نانومتری کیتوسان-اسید گالیک در جداسازی دی اکسید کربن. پژوهش‌های کاربردی مهندسی شیمی-پلیمر. 1402; 7 (4) :47-61
رقیه خزائی1 
، رضا عابدینی 2
، رضا عابدینی 2
1- آزمایشگاه تحقیقاتی ازدیاد برداشت نفت و فرآوری گاز،دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
2- آزمایشگاه تحقیقاتی ازدیاد برداشت نفت و فرآوری گاز،دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران ،abedini@nit.ac.ir
2- آزمایشگاه تحقیقاتی ازدیاد برداشت نفت و فرآوری گاز،دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران ،
چکیده: (57 مشاهده)
موضوع تحقیق: نفوذپذیری و گزینش‌پذیری بالا دو عامل مهم غشاهای جداسازی گاز به شمار می‌روند. برای دستیابی به چنین پارامترهایی غشاهای جداسازی گاز را می‌توان از لحاظ نوع پلیمر استفاده شده، نسبت مواد و ساختار اصلاح کرد. به همین منظور، در این پژوهش به بهبود عملکرد غشاهای لایه نازک کامپوزیتی (TFC) کیتوسان- اسید گالیک/پلی‌سولفون در جداسازی گاز CO2 پرداخته شده است.
روش تحقیق: برای تهیه غشاهای TFC کیتوسان-اسید گالیک /پلی‌سولفون، لایه ای نازک در مقیاس نانومتری از کیتوسان-اسید گالیک روی لایه پشتیبان پلی سولفون (PSF) تشکیل شد. سپس، غشاهای لایه نازک کامپوزیتی کیتوسان-اسید گالیک با نسبت های جرمی مختلف (کیتوسان : اسید گالیک برابر با 1:1، 2:1 و1:2) ساخته شدند. از روشهای مختلفی نظیر تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR)، میکروسکوپی الکترونی پویشی گسیل میدانی (FESEM) و طیف سنجی فوتوالکترونی پرتوی ایکس (XPS) به همراه آزمون گاز تراوایی برای جداسازی‌های CO2/CH4 و CO2/N2 برای بررسی ساختار و عملکرد غشاهای TFC بهره گرفته شد.
نتایج اصلی: بررسی ساختار شیمیایی غشاهای سنتز شده نشان دهنده ی تشکیل موفقیت آمیز زنجیره های کیتوسان-اسید گالیک در سطح PSF بود. تصاویر میکروسکوپی غشاهای سنتز شده نشان داد که لایه نازک متراکمی از کیتوسان-اسید گالیک به صورت یکنواخت بر روی لایه‌ی پشتیبان PSF تشکیل شد. حداکثر جداسازی CO2 با نسبت جرمی (1:2) کیتوسان-اسیدگالیک بدست آمد. افزایش کسر جرمی اسید گالیک در لایه‌ی انتخاب‌پذیر غشای لایه نازک کامپوزیتی (1:2) منجر به افزایش نفوذپذیری CO2 نسبت به دو غشای لایه نازک کامپوزیتی (1:1) و (2:1) از 2/347 و 4/294 به GPU 1/411 شد. علاوه بر این، تراوایی هر یک از گازهای CH4 و N2 از طریق غشای لایه نازک کامپوزیتی (1:2) به ترتیب 6/24 و GPU 2/19 به دست آمد. همچنین، محاسبات گزینش پذیری گازها حاکی از افزایش گزینش پذیری CO2/CH4 و CO2/N2 از 84/13 و 165/17 در غشای لایه نازک کامپوزیتی (1:1) و 68/9 و 96/12 در غشا لایه نازک کامپوزیتی (2:1) به 71/16 و 41/21 در غشا لایه نازک کامپوزیتی (1:2) بوده است. نتایج حاصل نشان داد که عملکرد غشای لایه نازک کیتوسان_اسید گالیک که برای نخستین بار در جداسازی CO2 مورد استفاده قرار گرفت، قابل قبول بوده است.
روش تحقیق: برای تهیه غشاهای TFC کیتوسان-اسید گالیک /پلی‌سولفون، لایه ای نازک در مقیاس نانومتری از کیتوسان-اسید گالیک روی لایه پشتیبان پلی سولفون (PSF) تشکیل شد. سپس، غشاهای لایه نازک کامپوزیتی کیتوسان-اسید گالیک با نسبت های جرمی مختلف (کیتوسان : اسید گالیک برابر با 1:1، 2:1 و1:2) ساخته شدند. از روشهای مختلفی نظیر تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR)، میکروسکوپی الکترونی پویشی گسیل میدانی (FESEM) و طیف سنجی فوتوالکترونی پرتوی ایکس (XPS) به همراه آزمون گاز تراوایی برای جداسازی‌های CO2/CH4 و CO2/N2 برای بررسی ساختار و عملکرد غشاهای TFC بهره گرفته شد.
نتایج اصلی: بررسی ساختار شیمیایی غشاهای سنتز شده نشان دهنده ی تشکیل موفقیت آمیز زنجیره های کیتوسان-اسید گالیک در سطح PSF بود. تصاویر میکروسکوپی غشاهای سنتز شده نشان داد که لایه نازک متراکمی از کیتوسان-اسید گالیک به صورت یکنواخت بر روی لایه‌ی پشتیبان PSF تشکیل شد. حداکثر جداسازی CO2 با نسبت جرمی (1:2) کیتوسان-اسیدگالیک بدست آمد. افزایش کسر جرمی اسید گالیک در لایه‌ی انتخاب‌پذیر غشای لایه نازک کامپوزیتی (1:2) منجر به افزایش نفوذپذیری CO2 نسبت به دو غشای لایه نازک کامپوزیتی (1:1) و (2:1) از 2/347 و 4/294 به GPU 1/411 شد. علاوه بر این، تراوایی هر یک از گازهای CH4 و N2 از طریق غشای لایه نازک کامپوزیتی (1:2) به ترتیب 6/24 و GPU 2/19 به دست آمد. همچنین، محاسبات گزینش پذیری گازها حاکی از افزایش گزینش پذیری CO2/CH4 و CO2/N2 از 84/13 و 165/17 در غشای لایه نازک کامپوزیتی (1:1) و 68/9 و 96/12 در غشا لایه نازک کامپوزیتی (2:1) به 71/16 و 41/21 در غشا لایه نازک کامپوزیتی (1:2) بوده است. نتایج حاصل نشان داد که عملکرد غشای لایه نازک کیتوسان_اسید گالیک که برای نخستین بار در جداسازی CO2 مورد استفاده قرار گرفت، قابل قبول بوده است.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |