نشریه تکنولوژی گاز

بهینه سازی عملکرد جداسازی غشای بهبود یافته لایه نازک کامپوزیتی Pebax MH 1657 با استفاده از روش طراحی آزمایش

نوع مقاله : پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی ایمنی، دانشگاه علم و فرهنگ، صندوق پستی 13145871، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش، روش طراحی آزمایش CCD به منظور بهینه­سازی و تجزیه و تحلیل اثر افزودن پلیمر PEG-ran-PPG (10-50 wt%) بعنوان پلیمر آلیاژکار و ذرات CuBTC (0–20 wt%) که یک نوع MOF بوده بعنوان نانوذرات بر روی تراوایی گاز CO2 و گزینش­پذیری CO2/CH4 غشای لایه نازک کامپوزیتی Pebax MH 1657/polysulfone  مورد استفاده قرار گرفته است. در حقیقت خصوصیات مثبت آلیاژکاری و غشاهای ماتریس آمیخته بصورت همزمان در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفته است. بر اساس ضرایب مدل برازش، درصد وزنی PEG-ran-PPG اثر زیادی بر روی تراوایی CO2 داشته درحالیکه درصد وزنی CuBTC بیشترین تاثیر را بر روی گزینش­پذیری CO2/CH4 داشته است. نتایج آزمایشگاهی و آماری نشان دادند که تحت شرایط بهینه (PEG-ran-PPG: 32.76 wt% and CuBTC: 20 wt%)، تراوایی CO2 تقریبا 620 درصد و گزینش­پذیری CO2/CH4 حدود 43 درصد در مقایسه با غشای Pebax افزایش پیدا کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

  1. Reijerkerk, S. R., Knoef, M. H., Nijmeijer, K., Wessling, M., 2010. Poly (ethylene glycol) and poly (dimethyl siloxane): Combining their advantages into efficient CO2 gas separation membranes. Journal of membrane science 352, 126-135.
  2. Li, Y., Liang, F., Bux, H., Yang, W., Caro, J., 2010. Zeolitic imidazolate framework ZIF-7 based molecular sieve membrane for hydrogen separation, Journal of Membrane Science 354, 48–54.
  3. Khosravi, T., Mosleh, S., Bakhtiari, O., Mohammadi, T., 2010. Mixed matrix membranes of Matrimid 5218 loaded with zeolite 4A for pervaporation separation of water–isopropanol mixtures, Chemical Engineering Research and Design 90, 2353–2363.
  4. Khosravi, T., Omidkhah, M., 2015. Preparation of CO2-philic polymeric membranes by blending poly(ether-b-amide-6) and PEG/PPGcontaining copolymer, RSC Advances 5, 12849–12859.
  5. Shahid, S., Nijmeijer, K., 2014. Performance and plasticization behavior of polymer–MOF membranes for gas separation at elevated pressures, Journal of Membrane Science 470, 166-177.
  6. Ahmadi, M., Vahabzadeh, F., Bonakdarpour, B., Mehranian, M., 2006. Empirical modeling of olive oil mill wastewater treatment using loofa-immobilized Phanerochaete chrysosporium, Process Biochemistry 41, 1148-1154.
  7. Amiri, F., Mousavi, S.M., Yaghmaei, S., 2011. Enhancement of bioleaching of a spent Ni/Mo hydroprocessing catalyst byPenicillium simplicissimum, Separation and Purification Technology 80, 566-576.
  8. Lin, H., Freeman, B. D., 2005. Materials selection guidelines for membranes that remove CO2from gas mixtures, Journal of Molecular Structure 739, 57-74.
  9. Lin, H., Freeman, B. D., 2004. Gas solubility, diffusivity and permeability in poly(ethylene oxide), Journal of Membrane Science 239, 105-117.
  10. Munoz, D.M., Maya, E.M., Abajo, J., Campa, J.G., Lozano, A.E., 2008. Thermal treatment of poly(ethylene oxide)-segmented copolyimide based membranes: An effective way to improve the gas separation properties, Journal of Membrane Science 323, 53-59.
  11. Reijerkerk, S.R., Nijmeijera, K., Ribeiro Jr., C.P., Freeman, B.D., Wessling, M., 2011. On the effects of plasticization in CO2/light gas separation using polymeric solubility selective membranes, Journal of Membrane Science 367, 33-44.
  12. Car, A., Stropnik, Ch., Yave, W., Peinemann, K.V., 2008. PEG modified poly(amide-b-ethylene oxide) membranes for CO2separation, Journal of Membrane Science 307, 88-95.
  13. Reijerkerk, S.R., Ijzer, A.C., Nijmeijer, K., Arun, A., Gaymans, R.J., Wessling, M., 2010. Subambient temperature CO2 and light gas permeation through segmented bock copolymers with tailored soft phase, ACS Applied Material Interfaces 2, 551-560.
  14. Bondar, V., Freeman, B.D., Pinnau, I., 2000. Gas transport properties of poly(ether-b-amide) segmented block copolymers, Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics 38, 2051–2062.
نشریه تکنولوژی گاز
دوره 6، شماره 1 - شماره پیاپی 6
شهریور 1400
صفحه 43-50