ارزيابي مقادير تراوش‌پذيري و انتخاب‌گري گازهاي خالص با غشاي نانو كامپوزيتي پلي (4-متيل-1-پنتن)/ روي و بررسي كارايي غشا در حضور نانو ذرات روي

در اين پژوهش، كارايي جداسازي گاز غشاي پلي (4-متيل-1-پنتن)، پر شده با نانو ذرات روي مورد بررسي قرار گرفت. غشاها با استفاده از روش تبخير حلال آماده شدند. نسبت پليمر در غشاهاي نانو كامپوزيتي به ميزان %3 وزني بوده؛ اگرچه نانو ذرات روي در 5 /2 ،5، 8، 10 و 15 درصد وزني بارگذاري شدند. تراوش‌پذيري غشاها براي گازهاي خالص دي‌اكسيد كربن، متان، اكسيژن و نيتروژن توسط روش فشار ثابت مورد بررسي قرار گرفت. ساختارشناسي غشاها توسط ميكروسكوپ الكتروني پويشي، طيف انتقال فوريه مادون قرمز صورت پذيرفت. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني پويشي، ساختارهاي مختلف غشاها را در بارگذاري‌هاي متفاوت نشان داد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني پويشي، پراكندگي مناسبي از نانو ذرات را در شبكه پليمري غشاها نشان دادند؛ كه البته كلوخه شدن به صورت اندك در 15% وزني روي مشاهده شد. به ازاي افزايش فشار خوراك ورودي و نيز افزودن تركيب درصد نانو ذرات، خواص جداسازي گاز غشاي پلي (4-متيل-1-پنتن) بهبود يافت؛ به‌طوري‌‌ كه افزايش همزمان مقادير تراوش‌پذيري و انتخاب‌گري گازها مشاهده شد. در اين پژوهش مشاهده گرديد كه، تراوش‌پذيري غشاي پر شده با %15 وزني روي براي گازهاي دي‌اكسيد كربن و متان به ترتيب %205 و %162 نسبت به غشاي خالص افزايش داشت. همچنين تراوايي دي‌اكسيد كربن براي بارگذاري %15 وزني از Barrer 113/93 در فشار bar 2 به Barrer 321/86 در فشار bar 8 افزايش يافت. به علاوه، اين مقادير براي متان به ترتيب از Barrer 11/77 به Barrer 29/26 افزايش نشان داد؛ نهايتا انتخاب‌گري جفت گاز دي‌اكسيد كربن/ متان از 9/68 به 11 افزايش پيدا كرد.