بررسي عملكرد غشاهاي زمينه‌مخلوط‌ مغناطيسي پلي سولفون ذرات نئوديميم به منظور جداسازي O2/N2

در سال هاي اخير، به دليل هزينه بالا و مصرف زياد انرژي در روش هاي تقطير برودتي و جذب سطحي، تلاش هاي بسياري در راستاي بهبود عملكرد غشاهاي پليمري در جداسازي اكسيژن نيتروژن صورت گرفته است. همچنان افزايش عملكرد اين دسته از غشاها براي كاربردهاي صنعتي ضروري است. در اين پژوهش، غشاهاي زمينه‌مخلوط‌ مغناطيسي جديد با استفاده از پلي سولفون به عنوان زمينه اصلي غشا و ذرات مغناطيسي نئوديميم براي جداسازي اكسيژن نيتروژن ساخته شدند. غشاهاي زمينه‌مخلوط‌ مغناطيسي در حضور ميدان مغناطيسي به منظور جلوگيري از ته نشيني ذرات و پراكندگي مناسب ذرات در زمينه پليمر ساخته شدند. اثر مقادير مختلف ذرات نئوديميم بر ساختار غشاها، خواص مغناطيسي و پايداري حرارتي غشاها با آزمون هاي ميكروسكوپي الكتروني پويشي، مغناطيس سنجي نمونه ارتعاشي و گرماوزن سنجي مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين براي بررسي عملكرد غشاهاي ساخته شده در حضور ميدان هاي مغناطيسي مختلف، ماژول جداسازي مغناطيسي جديدي طراحي و ساخته شد. نتايج به دست آمده نشان دادند كه تراوايي گازهاي اكسيژن و نيتروژن با افزودن ذرات مغناطيسي نئوديميم صرف نظر از ميزان مقدار ميدان مغناطيسي اعمالي حين فرايند جداسازي به دليل برهم خوردن تراكم زنجيرهاي پليمر و ازدياد حجم آزاد پليمر، روند افزايشي داشته است. تراوايي گازهاي اكسيژن و نيتروژن در غشاهاي زمينه‌مخلوط‌ حاوي 5 درصد وزني نئوديميم در غياب ميدان مغناطيسي به ترتيب 182% و 443% نسبت به غشاهاي خالص پلي سولفون افزايش يافت. همچنين، تراوايي و گزينش پذيري جفت هاي گازي مذكور مورد مطالعه با اعمال ميدان مغناطيسي طي فرايند جداسازي، افزايش يافت. با افزايش ميدان مغناطيسي از 0 به 570 ميلي تسلا، گزينش پذيري غشاهاي زمينه‌مخلوط‌ حاوي 5 درصد وزني نئوديميم از 2.73 به 3.77 افزايش يافت. براساس نتايج، افزودن ذرات نئوديميم و همچنين استفاده از ميدان مغناطيسي در طول فرايند ساخت و بررسي عملكرد غشا مي تواند روشي مؤثر براي بهبود عملكرد غشا محسوب شود.