مطالعه آزمايشگاهي پايداري طولاني مدت تماس دهنده غشايي الياف توخالي پلي وينيليدن فلورايد جهت جذب دي اكسيد كربن با آب دريا

غشاهای توسعه یافته الیاف توخالی پلی وینیلیدین فلوراید به روش جداسازی فازی ساخته شدند و در یك سیستم تماس دهنده غشایی گاز -مایع برای جذب طولانی مدت دی اكسید كربن با آب دریا مورد استفاده قرار گرفتند. جهت بررسی پایداری غشاها مشخصات و ساختار غشاقبل و بعد از تست جذب گاز با آزمایشاتی نظیر تراوایی نیتروژن، مقاومت مرطوب شدن، زاویه تماس سطحی، فشار تخریب و میكروسكوپالكترونی بررسی شد. نتایج تست جذب طولانی مدت دی اكسیدكربن برای حدود 1400 ساعت كاهش تدریجی تقریبا 30 % در شار جذب گازرا نشان می دهد كه این كاهش می تواند به دلیل تغییر ساختار غشا در اثر واكنش پلیمر با آب دریا باشد. تراوایی نیتروژن غشای استفاده شده باآب دریا در مقایسه با غشا تازه كاهش نشان میدهد كه بدلیل كوچكتر شدن اندازه حفرهها می باشد. زاویه تماس سطحی غشای استفاده شدهبشدت كاهش یافت كه میتوان آنرا به تغییر خواص سطحی بدلیل رسوب املاح آب دریا بر سطح غشا دانست. مقدار جزیی افزایش در فشارمرطوب شدن غشای استفاده شده را میتوان به كوچكتر شدن اندازه حفره ها مربوط دانست اگرچه آبگریزی سطحی بشدت كاهش یافته است.غشای استفاده شده دارای فشار تخریب كمتری می باشد كه این كاهش مقاومت مكانیكی را میتوان به تغییر ساختار پلیمر پلی وینیلیدینفلوراید بدلیل واكنش با املاح مختلف موجود در آب دریا دانست. نتایج آنالیز میكروسكوپ الكترونی تاییدكننده كوچكتر بودن حفره هایسطحی غشا استفاده شده با آب دریا می باشد.

Developed PVDF hollow fiber membranes were prepared via a phase inversion method in order to investigate long-term stability. The membranes were used in a gas-liquid membrane contactor system for CO2 absorption by seawater. To study the stability of the membrane, the membrane structure was evaluated by various tese such as N2 permeation, wetting resistance, outer surface water contact angle, collapsing pressure and membrane morphology by SEM. For about 1400 h of CO2 absorption test, a gradual flux reduction of about 30% was observed which was related to the changes in the membrane surface due to intraction with seawater. N2 permeance of the used membrane by seawater was reduced due to a decrease in the membrane pore sizes. The results of water contact angle showed a drastic decreas in the contact angle of the used membrane which was associated to the deposition of seawater salts on the outer surface of the membrane. On the other hand, increasing wetting resistance of the used membrane slightly increased which was related to the smaller pore sizes of the membrane. For mechanical stability, the used membrane showed a slightly lower collapsing pressure due to an intraction between PVDF and seawater which resulted in a weaker structure. From SEM images, it is confirmed that the used membrane has smaller pore sizes meanwile there is no change in the cross-section of the membranes in comparison.