تاثير مواد افزودني به محيط بسپارش بر ويژگي هاي گاز تراوايي غشاهاي كامپوزيتي (TFC) با لايه بالايي پلي آميدي تهيه شده به روش پليمريزاسيون بين سطحي (IP)

The Effect of the Additives in the Polymerization Medium on the Gas Permeation Behavior of Polyamide Thin Film Composite Membranes Prepared by Interfacial Polymerization

در اين مقاله، تاثير افزودن سديم دو دسيل سولفات، به عنوان ماده سطح فعال، و كربنات سديم، به عنوان ماده پذيرنده اسيد، به سامانه واكنشي پليمريزاسيون بين سطحي بر ويژگي هاي لايه بالايي و همچنين رفتار جدايش گاز غشاهاي كامپوزيتي لايه نازك پلي آميدي تهيه شده به روش پليمريزاسيون بين سطحي مطالعه شد. نتيجه هاي به دست آمده از روش هاي پرتوسنجي فروسرخ و ميكروسكوپ الكتروني روبشي بر نقش مهم افزودني ها در تراكم ساختاري و ضخامت لايه بالايي دلالت داشت. بر اين اساس، لايه بالايي نمونه تهيه شده در حضور هر دو افزودني ياد شده، داراي بالاترين تراكم ساختاري و ضخامت و نمونه تهيه شده در نبود هر دو افزودني داراي كم ترين ضخامت بود. همچنين، زبري سطح غشاهاي تهيه شده با روش ميكروسكوپي نيروي اتمي مطالعه و نشان داده شد كه غشاي تهيه شده در حضور سديم كربنات، به تنهايي، بالاترين و غشاي تهيه شده در حضور هر دو افزودني، كم ترين زبري سطح (به ترتيب برابر با 520 و 148 نانومتر) را دارا هستند. داده هاي گاز تراوايي نشان داد كه بالاترين شدت تراوش كربن دي اكسيد ( GPU۲۵/۲) در غشاي داراي لايه بالايي تهيه شده در حضور سديم كربنات،به تنهايي، رخ مي دهد. اين امر، به ضخامت كم و زيري سطح بالاي لايه بالايي اين غشا نسبت داده شد. همچنين، بالاترين گزينش پذيري براي كربن دي اكسيد/ متان (برابر با 58) با استفاده از غشاي كامپوزيتي تهيه شده با لايه بالايي پليمري شده در حضور هر دو افزودني به دست آمد. از سوي ديگر، براي كربن دي اكسيد/ نيتروژن و كربن دي اكسيد/اكسيژن بالاترين گزينش پذيري ها (به ترتيب برابر با 63 و 54) با به كارگيري غشاي كامپوزيتي تهيه شده با لايه بالايي پليمري شده در حضور سديم دو دسيل سولفات، به تنهايي، به دست آمد.

surfactant) and sodium carbonate (as acid acceptor) on the top layer characteristics and gas separation properties of composite membranes، prepared by an interfacial polymerization method، were studied ATR-FTIR and SEM techniques showed the important role of the additives on the structural density and thickness of the top layer. As a result، the top layer of the prepared sample in the presence of both additives was the densest and the thickest while that of the sample prepared in the absence of both additives was the thinnest one. Furthermore، based on the AFM results، the composite membrane prepared in the presence of just sodium carbonate presented the roughest (Rmax = 520 nm) and that prepared in the presence of both additives shows the smoothest (Rmax = 148 nm) surface. Investigation of the gas permeances of membranes shows that the membrane with top layer prepared in the presence of just sodium carbonate has the highest CO2 permeance (25.2 GPU)، due to its thin and rough top layer. Moreover، the highest CO2/CH4 selectivity (58) was obtained by the composite membrane prepared in the presence of both additives. On the other hand، the highest CO2/N2 and CO2/O2 selectivities (63 and 54، respectively) were achieved through the utilization of the composite membrane prepared in the presence of just sodium dodecyl sulfate.