Title of article :
Surface Modification of Carbon Nanotubes Using Acid Treatment to Enhance Gas Separation Performance of Hybrid Nanocomposite Mixed Matrix Membrane
Author/Authors :
Kusworo, T.D Department of Chemical Engineering - Faculty of Engineering University of Diponegoro - Jl. Prof. Sudharto Tembalang - Semarang - Indonesia , Budiyono, B Department of Chemical Engineering - Faculty of Engineering University of Diponegoro - Jl. Prof. Sudharto Tembalang - Semarang - Indonesia
Pages :
8
From page :
152
To page :
159
Abstract :
Recently, many researchers have explored the idea of hybrid mixed matrix membranes. Membrane separation processes based on hybrid mixed matrix membrane comprising inorganic material such as zeolite and carbon nanotubes (CNTs) embedded in polymer matrix have become one of the emerging technologies and extensively discussed in membrane separation literature. The present study is performed primarily to investigate the effect of chemical modification on carbon nanotubes surface towards gas separation performance of mixed matrix membrane. Polyethersulfone (PES)-carbon nanotubes mixed matrix membrane for modified and unmodified carbon nanotubes were casted using dry/wet phase inversion technique. The modified carbon nanotubes were prepared by treating the carbon nanotubes with acid treatment to allow PES chains to be attached to carbon nanotubes surface. The results of FESEM, DSC and FTIR analysis confirmed that chemical modification on carbon nanotubes surface had taken place. Meanwhile, the nanogaps in the interface of polymer and carbon nanotubes were appeared in the PES mixed matrix membrane with unmodified of carbon nanotubes. The modified carbon nanotubes mixed matrix membrane increases the mechanical properties, the productivity and purity of gas mixture compare to neat PES and unmodified carbon nanotubes mixed matrix membrane. For PES-modified carbon nanotubes mixed matrix membrane the maximum selectivity achieved for CO2/CH4 are 32.59.
Farsi abstract :
اخيرا، بسياري از پژوهشگران، استفاده از غشاي ساختار مركب را مورد بررسي قرار داده اند. فرآيندهاي جداسازي بر اساس غشاي ساختار مركب، كه متشكل از مواد معدني مانند زئوليت و نانولوله هاي كربني (CNTs) تعبيه شده در ساختار شبكه پليمر مي باشد كه يكي از فن آوري هاي نوين بوده و بطور گسترده در نشريات جداسازي غشايي مورد بحث قرار گرفته است. مقاله حاضر، به منظور بررسي اثر اصلاح شيميايي در سطح نانولوله هاي كربني، بر عملكرد جداسازي گاز، از غشاي ساختار مركب انجام شده است. غشاي ساختار مركب متشكل از نانولوله هاي كربني پلي اتر سولفون (PES)، با استفاده از روش واژگوني فاز خشك تر، براي نانولوله هاي كربني اصلاح شده و اصلاح نشده، قالب گيري شد. نانولوله هاي كربني اصلاح شده، با تيمار اسيدي، به منظور نشاندن زنجيره هاي PES، بر روي سطح نانولوله، بدست مي آيند. نتايج حاصل از آناليزهاي DSC FESEM و FTIR، نشان ميدهد كه تغييرات شيميايي مورد نظر، بر روي سطح نانو لوله هاي كربني، صورت گرفته است. همچنين، در حالتي كه در غشاي ساختار مركب PES از نانولوله كربني اصلاح نشده استفاده شود، شكاف هايي در محدوده ابعاد نانو، در فصل مشترك پليمر و نانولوله هاي كربني، ظاهر مي گردد. در غشاي ساختار مركب نانولوله هاي كربني اصلاح شده، خواص مكانيكي، بهره وري و خلوص مخلوط گازي را نسبت به PES و غشاي ساختار مركب حاصل از نانولوله كربني اصلاح نشده، بهبود يافته است.
Keywords :
Gas separation , Biogas , Carbon nanotubes , Mixed matrix membrane
Journal title :
Astroparticle Physics
Serial Year :
2014
Record number :
2419576
Link To Document :
بازگشت