ارزيابي روش لايه‌نشاني داغ براي ساخت غشاي سراميكي چندسازه‌اي

Evaluation of hot coating method to make the composite ceramic membrane

غشا سراميكي غشا چندسازه‌اي است كه شامل سه لايه است. لايه اول پايه با حفرات ماكرو، لايه دوم پايه با حفرات مزو و لايه سوم سيليكا با حفرات ميكرو است كه نقش اصلي جداسازي را لايه سوم برعهده دارد. لذا كيفيت و يكنواختي اين لايه مهم بوده و يكنواختي آن به‌طور مستقيم باعث افزايش بازده فرايند جداسازي مي‌شود. در اين مقاله روشي ارائه‌شده كه براساس آن ترك و شكاف لايه سيليكا كاهش يافته است. در اين روش كه به لايه‌نشاني داغ معروف است پايه پيش از انجام تمام مراحل لايه‌نشاني عادي گرم مي‌شود. كاهش شكاف و افزايش پيوستگي لايه مذكور با ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) به‌صورت ظاهري مشاهده شد. از طرف ديگر با انجام آزمون عبوردهي گاز و مقايسه نتايج دبي گاز خروجي در دو حالت لايه‌نشاني داغ و عادي، مشاهده شد كه دبي گاز خروجي در حالت لايه‌نشاني داغ به مقدار محسوسي كاهش مي‌يابد. نظر به كاهش ضخامت لايه سيليكا، كاهش دبي گاز خروجي در نتيجه افزايش پيوستگي و كاهش ترك و شكاف لايه سيليكا است. بنابراين، در روش لايه‌نشاني داغ با دفعات لايه‌نشاني كمتري نسبت به حالت عادي مي‌توان به يك‌لايه سيليكاي پيوسته دست‌يافت.

The use of membrane has very specific role in the separation processes such as gas separation and dehydration of the azeotropic feed. The most important step in any membrane process is selection of the membrane material and its fabrication. The ceramic membrane has been more attracted due to sufficient strength, thermal, and chemical stabilities. The ceramic membrane is a composite membrane containing three layers. The first layer is a macroporous support, the second layer is a mesoporous support, and the third layer is silica with micropores which plays a key role in the separation process. Therefore, the quality and uniformity of the third layer is so important that increases directly the efficiency of the separation process. In this article, a method has been presented in which the defects of silica are reduced. In this method, known as hotcoating, the support was heated before all usual coating. Reduction in gaps or defects and increase in continuity or uniformity of the silica layer was observed from SEM analysis. On the other hand, comparing the results of gas permeability test through hot coating and usual coting revealed that the exit gas flow rate was reduced significantly in hot coating. According to reduction in thickness of the silica layer, the decrease in exit gas flux is attributed to increase in continuity and reduce in defects of the layer. So, the continuous or uniform silica layer is obtainable via hot coating through fewer coating steps than usual coating.