غشاي انتقال تسهيل ‌يافته دو-مسيري براي جداسازي CO2 با هم‌افزايي واكنش ‌هاي افزايش هسته ‌دوستي و كمپلكس ‌ساز π : بررسي تجربي و شبيه ‌سازي مولكولي

فرضيه: پلي‌اتر قطعه-آميد (PEBA) يكي از مناسب ‌ترين مواد پليمري براي ساخت غشاهاي جداساز CO2 است. از آنجا كه سازوكار جداسازي در غشاهاي ساخته‌شده از اين ماده پليمري معمولاً براساس سازوكار حل‌پذيري-نفوذ بوده، عملكرد جداسازي در اين غشاها با محدوديت Trade-off روبه‌رو است. اين محدوديت كه مانع از افزايش هم‌زمان تراوايي و گزينش‌پذيري مي‌شود، مشكل مهمي بوده كه مانع از استفاده گسترده اين غشاها در صنعت شده است. در اين ميان، استفاده از تركيباتي براي افزودن سازوكار انتقال تسهيل‌يافته به سازوكار جداسازي، راه‌حل مناسبي براي غلبه بر اين مشكل است.روش ‌ها: در راستاي غلبه بر محدوديت Trade-off در غشاهاي پليمري در اين مطالعه غشاي انتقال تسهيل‌يافته دو-مسيري پلي‌اتر قطعه-آميد داراي دو نوع حامل آنيلين و آلومينا ساخته شد. مولكول‌هاي آنيلين به‌دليل قابليت ايجاد واكنش افزايش هسته‌دوستي با CO2 انتخاب شده و ذرات آلومينا به‌عنوان حامل‌هاي برقراركننده واكنش كمپلكس‌ساز π با مولكول‌هاي CO2 استفاده شدند. وجود اين دو حامل در كنار هم در ماتريس پليمري به ايجاد سازوكار انتقال تسهيل‌يافته دو مسيري منجر شد.يافته ‌ها: در اثر افزودن دو نوع حامل آنيلين و آلومينا به ماتريس PEBA، تراوايي CO2 نسبت به غشاي خالص افزايش 2.4 برابري داشته و گزينش‌پذيري CO2/N2 نيز نسبت به غشاي خالص 1.2 برابر شد. نتايج حاصل از شبيه‌سازي مولكولي نشان داد، افزايش تراوايي CO2 به‌دليل افزايش ضريب نفوذ آن در عرض غشا بود كه به‌كمك مسيرهاي ايجادشده با آلومينا و آنيلين در ماتريس پليمري ميسر شد. مقايسه تراوايي و گزينش‌پذيري غشاي ساخته‌شده با ساير كارها در منحني Robeson نشان داد، غشاي حاصل به‌آساني بر محدوديت Trade-off غلبه كرده، از مرز Robeson عبور مي‌كند تا به غشايي مناسب با كاربرد صنعتي در راستاي جداسازي CO2 تبديل شود.