ساخت غشای نانوکامپوزیتی پلی وینیل الکل/سیلیکا به منظور بررسی خواص تراوایی گاز کربن دی اکسید و متان

نانومواد

مقاله 6، دوره 12، شماره 41، فروردین 1399، صفحه 53-60   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

ملیحه رهبر؛ بهاره کامیاب مقدس^*

گروه مهندسی شیمی، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران

چکیده

در این پژوهش، بهبود خواص تراوایی گازهای کربن دی اکسید و متان با استفاده از غشاهای نانوکامپوزیت پلی وینیل الکل اتصال عرضی شده همراه با نانوذرات سیلیکا بررسی گردید و همچنین اثر درصد وزنی نانوذرات سیلیکا بر خواص تراوایی و گزینش‌پذیری گازهای کربن دی اکسید و متان مورد ارزیابی واقع شد. نتایج تراوش گازها در غشاهای نانوکامپوزیت نشان داد که غشای پلی وینیل الکل با 15 درصد وزنی سیلیکا بهترین خواص جداسازی گاز را ارائه می‌دهد و افزایش تراوایی گازهای متان و کربن دی اکسید به ترتیب 456/1و 548/7 بارر (Barrer) برای غشای 15 درصد وزنی سیلیکا می‌باشد. همچنین با افزایش میزان نانوذره از 0 تا 15 درصد وزنی تراوش‌پذیری گازها افزایش و انتخاب‌پذیری کاهش می‌یابد. طوریکه انتخاب‌پذیری غشاء نانوکامپوزیتی از 0 تا 15 درصد در حدود 55 درصد کاهش یافته و تراوایی دی اکسید کربن در غشاء بدون نانوذره در فشار 4 بار با کمترین تراوایی 4/5 بارر و با 15 درصد نانوذره در فشار 2 بار به بیشترین تراوایی در 548/7 بارر رسید. در نهایت مورفولوژی و ساختار غشای تولید شده طبق شرایط بهینه با آزمایش‌های متعدد طیف‌سنجی مادون قرمز، پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. در این آزمایشات مشخص شد که غشای پلی وینیل الکل اتصال عرضی شده دارای ضخامت 22/22 میکرومتر می‌باشد که این ضخامت عبورپذیری خوبی را ایجاد خواهد کرد.

کلیدواژه‌ها

تراوایی؛ گزینش‌پذیری؛ پلی وینیل الکل؛ نانوذرات سیلیکا؛ غشاء؛ نانوکامپوزیت

مراجع

• احمد رحیم‌پور، سید سیاوش مدائنی، غشاهای پلیمری: کاربرد، روش‌های ساخت و اصلاح آن‌ها، انتشارات دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابلی، چاپ اول 1394.
• C. Wong, P.S. Goh, A.F. Ismail. Journal of Materials Chemistry A, 41, 2016, 15726.
• N.A. Shafie, X.L. Wen, M. Nordin, A.H. Nik, N.S. Muhammad Roil Bilad, A.P. Zulfan, H.W. Mohd Dzul, Advances in Polymer Technology, 2019, 2019, 1.
• وجیهه خانی، پروین علیزاده، "بررسی اثر اندازه نانوذرات بر خواص ذخیره‌سازی هیدروژن در نانوکامپوزیت‌های هیدرید منیزیم/کربن"، نشریه نانومواد، شماره 34، 1397، 241-233.
• Mosleh, M.R. Mozdianfard, M. Hemmati, G. Khanbabaei, Journal of Polymer Research, 23, 2016, 1.
• H. Khdary, M.E. Abdelsalam, Journal of Chemistry, 2017, 2017, 1.
• Shen,W. Huixian, L. Jindun, Z. Yatao, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 8, 2015, 1819.
• N. Kajama, Y. Yildirim, U. Habu Taura, A.S. Grema, S. Abdulrahman. In Nano Hybrids and Composites, 21, 2018, 43.
• Heydari, A. Moheb, M. Ghiaci, M. Masoomi, J. Appl. Polym. Sci., 128, 2013, 1640.
• Seddigh, M. Azizi, E. Shirzaei Sani, Chinese Journal of Polymer Science, 32, 2014, 402.
• Shameli, E. Ameri, Chemical Engineering Journal, 309, 2017, 381.
• Xie, Q. Fu, J. Kim, H. Lu, Y., Zhao, Journal of membrane science, 535, 2017, 350.
• Ma, Z. Yang, Z. Yao, H. Guo, Z. Xu, Journal of Colloid and Interface Science, 540, 2019, 382.
• Bhattacharya, M.K. Mandal, Journal of Cleaner Production, 186, 2018, 241.
• Almenningen, J. Gauteplass, L.P. Hauge, T. Barth, Journal of Petroleum Science and Engineering, 177, 2019, 880. 
• A. Mehrdad, N. Noorani, Separation and Purification Technology, 2019, 2019, 1.