ارزیابی روش لایه‌نشانی داغ برای ساخت غشای سرامیکی چندسازه‌ای

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 6، دوره 12، شماره 1، خرداد 1397، صفحه 51-59   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

شهرام قنبری پاکدهی^{* 1}؛ الهام رحیمی²؛ کوروش شفیعی³

¹دانشیار مهندسی شیمی، مجتمع شیمی و مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

²دانشجوی دکترا، مجتمع شیمی و مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

³استادیار مهندسی شیمی، مجتمع شیمی و مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

غشا سرامیکی غشا چندسازه‌ای است که شامل سه لایه است. لایه اول پایه با حفرات ماکرو، لایه دوم پایه با حفرات مزو و لایه سوم سیلیکا با حفرات میکرو است که نقش اصلی جداسازی را لایه سوم برعهده دارد. لذا کیفیت و یکنواختی این لایه مهم بوده و یکنواختی آن به‌طور مستقیم باعث افزایش بازده فرایند جداسازی می‌شود. در این مقاله روشی ارائه‌شده که براساس آن ترک و شکاف لایه سیلیکا کاهش یافته است. در این روش که به لایه‌نشانی داغ معروف است پایه پیش از انجام تمام مراحل لایه‌نشانی عادی گرم می‌شود. کاهش شکاف و افزایش پیوستگی لایه مذکور با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) به‌صورت ظاهری مشاهده شد. از طرف دیگر با انجام آزمون عبوردهی گاز و مقایسه نتایج دبی گاز خروجی در دو حالت لایه‌نشانی داغ و عادی، مشاهده شد که دبی گاز خروجی در حالت لایه‌نشانی داغ به مقدار محسوسی کاهش می‌یابد. نظر به کاهش ضخامت لایه سیلیکا، کاهش دبی گاز خروجی در نتیجه افزایش پیوستگی و کاهش ترک و شکاف لایه سیلیکا است. بنابراین، در روش لایه‌نشانی داغ با دفعات لایه‌نشانی کمتری نسبت به حالت عادی می‌توان به یک‌لایه سیلیکای پیوسته دست‌یافت.

کلیدواژه‌ها

غشای سرامیکی؛ سیلیکا؛ لایه‌نشانی داغ؛ عبوردهی گاز

مراجع

[1]. Saxena, P.; Hildemann, L.M.; Atmospheric Chemistry 24(1), 57-109, 1996.

[2]. Li, N.N.; Fane, A.G.; Ho, W.W.; Matsuura, T.; “Advanced Membrane Technology and Applications”, John Wiley & Sons, New Jersey; 115, 2011.

[3]. Feng, X.; Huang, R.Y.; Industrial & Engineering Chemistry Research 36(4), 1048-1066,1997.

[4]. Kujawa, J.; Cerneaux, S.; Kujawski, W.; Membrane Science 474, 11-19, 2015.

[5]. Fleming, H.L.; Slater, C.S.; “Membrane Handbook”, Chapman and Hall, London; 105, 1992.

[6]. Waldburger, R.M.; Widmer, F.; Chemical Engineering & Technology 19(2), 117-126, 1996.

[7]. Verkerk, A.W.; Van Male, P.; Vorstman, M.A.G.; Keurentjes, J.T.F.; Separation and Purification Technology 22, 689-695, 2001.

[8]. Bouwmeester, H.J.; Burggraaf, A.J.; “Fundamentals of Inorganic Membrane Science and Technology”, Elsevier, Amsterdam; 51, 1996.

[9]. Li, K.; “Ceramic Membranes for Separation and Reaction”, John Wiley & Sons; 5, 2007.

[10]. Dong, Z.; Liu, G.; Liu, S.; Liu, Z.; Jin, W.; Membrane Science 450, 38-47, 2014.

[11]. Khatib, S.J.; Oyama, S.T.; “Membrane Science and Technology”, Elsevier, Amsterdam; 25–60, 2011.

[12]. Gopalakrishnan, S.; da Costa, J.C.D.; Membrane Science 323(1), 144-147, 2008.

[13]. Lee, D.; Oyama, S.T.; Membrane Science 210(2), 291-306, 2002.

[14]. Benes, N.E.; Jobic, H.; Verweij, H.; “Membrane Science and Technology”, Elsevier, Amsterdam, 335–372, 2000.

[15]. De Vos, R.M.; Verweij, H.; Science 279(5357), 1710-1711, 1998.

[16]. De Vos, R.M.; Verweij, H.; Membrane Science 143(1), 37-51, 1998.

[17]. Tsuru, T.; Sol-Gel Science and Technology 46(3), 349-361, 2008.

[18]. Asaeda, M.; Yamasaki, S.; Separation and Purification Technology 25(1), 151-159, 2001.

[19]. Prabhu, A.K.; Oyama, S.T.; Membrane Science 176(2), 233-248, 2000.

[20]. Coterillo, C.C.; Yokoo, T.; Yoshioka, T.; Tsuru, T.; Asaeda, M.; Separation Science and Technology 46(8), 1224-1230, 2011.

[21]. Yang, J.; Yoshioka, T.; Tsuru, T.; Asaeda, M.; Membrane Science 284(1), 205-213, 2006.

[22]. Kujawa, J.; Rozicka, A.; Cerneaux, S.; Kujawski, W.; Physicochemical and Engineering Aspects 420, 64-73, 2014.

[23]. Gislon, E.S.; Simão, L.; Coelho, K.; Fortes, N.M.; Innocentini, M.D.D.M.; Montedo, O.R.K.; Materials Science 881, 357-361, 2017.