اصلاح خواص غشاي پلي(اتر-b-آميد) با استفاده از گليسرول براي جداسازي گاز CO2/N2

فرضيه: جداسازي كربن‌ دي‌اكسيد (CO2) از گازهاي خروجي دودكش‌ها به‌‌عنوان گاز گلخانه‌اي حاصل از سوختن سوخت‌هاي فسيلي از دغدغه‌هاي اصلي در كنترل انتشار گازهاي گلخانه‌اي است. از ميان فناوري‌هاي مختلف جداسازي گاز، فناوري غشايي به دليل مزاياي فراوان، توجه بسياري از پژوهشگران را به خود جلب كرده است.روش‌ها: در اين پژوهش، غشاهاي آميخته‌اي جديدي از پلي(‌اتر-b-‌آميد) (Pebax) به‌عنوان ساختار اسكلتي غشا و گليسرول به‌عنوان ماده افزودني در شبكه غشا، به روش ريخته‌گري محلولتبخير حلال تهيه شد. تراوايي گازهاي CO2 و نيتروژن (N2) در فشار خوراك bar 2-10 دماي 25 درجه اندازه‌گيري شد. سپس، گزينش‌پذيري CO2/N2 و نيز ضرايب نفوذ و انحلال گازها محاسبه شد. همچنين، اثر افزودن تركيب درصدهاي وزني مختلف گليسرول (%25-0) در ساختار غشا و اثر فشار خوراك بر تراوايي CO2 و گزينش‌پذيري CO2/N2 نيز بررسي شد. براي تعيين خواص شكل‌شناسي غشاهاي تهيه‌شده، از آزمون‌هاي ميكروسكوپي الكتروني پويشي گسيل ميداني (FE-SEM)، پراش پرتو X، گرماسنجي پويشي تفاضلي (DSC) و طيف‌سنجي زيرقرمز تبديل فوريه (FTIR) استفاده شد.  يافته‌ها: نتايج نشان داد، با افزودن گليسرول در شبكه Pebax، تراوايي CO2 تا حدودي كاهش‌يافته اما گزينش‌پذيري CO2/N2 به‌طور چشمگيري افزايش يافته است. در فشار 10bar، گزينش‌پذيري غشاي آميخته‌اي با %15 وزني گليسرول %172 بيشتر از غشاي Pebax خالص شد و تراوايي CO2 فقط به مقدار %23 كاهش يافت. بنابراين، غشاي آميخته‌اي داراي %15 وزني گليسرول به دليل داشتن تراوايي مناسب CO2 و بيشترين مقدار گزينش‌پذيري CO2/N2، به‌عنوان غشاي بهينه انتخاب شد. تصاوير FE-SEM غشاي Pebax گليسرول بيانگر سازگاري مناسب و همگني گليسرول در ماتريس Pebax بود. آزمون XRD مشخص كرد، افزودن گليسرول سبب كاهش بلورينگي غشا و كم‌شدن فاصله بين زنجيرهاي پليمر مي‌‌شود. نتايج DSC نشان داد، با افزودن گليسرول در ساختار غشا، دماي انتقال شيشه‌اي اندكي كمتر مي‌شود. آزمون FTIR هيچ نوار جذبي جديدي در مقايسه با نوارهاي مربوط به مواد تشكيل‌دهنده غشا نشان نداد كه نشانگر برهم‌كنش فيزيكي بين Pebax و گليسرول است.