این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
علوم و تکنولوژی پلیمر، جلد ۳۱، شماره ۱، صفحات ۳-۱۴
عنوان فارسی سنتز و شناسایی غشای نانوکامپوزیت پلی(اتر-b-آمید) برپایه چارچوب‌های ایمیدازولات زئولیتی عامل‌دارشده برای جداسازی گازهای کربن دی‌اکسید و متان
چکیده فارسی مقاله در این مطالعه، غشاهای دولایه ماتریس ترکیبی بر پایه پلی(اتر-b-آمید) با نام تجاری Pebax همراه با نانوذرات ZIF-8 و(zeolitic imidazole framework-8) با ساختار آلی فلزی به‌عنوان ذرات پراکنش یافته درون شبکه پلیمری برای جداسازی دو گاز کربن دی‌اکسید و متان ساخته شد. ذرات به ‌منظور بهبود سازگاری در شبکه پلیمر به‌وسیله عامل اتصال‌دهنده 3-(آمینوپروپیل)تری‌اتوکسی‌سیلان (APTES) اصلاح شده و با فنون میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM)، طیف‌سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، پراش پرتو X (XRD) وآزمون BET (Brunauer-Emmett-Teller) شناسایی و بررسی شدند. زیرلایه نگه‌دارنده پلی‌اتر سولفون (PES) با روش ریخته‌گری محلول و جدایی فاز مرطوب ساخته شد. سپس روی آن، لایه گزینشی Pebax/ZIF-8 با روش جدایی فاز خشک ایجاد شد. برای مقایسه و بررسی اثر ذرات بر بهبود عملکرد جداسازی گازها، غشاهای ماتریس ترکیبی با درصد وزنی متفاوت از ذرات پراکنش‌یافته ساخته شدند و تحت آزمایش تراوایی گازهای کربن دی‌اکسید و متان قرار گرفتند. وجود ذرات باعث افزایش تحرک زنجیرها و مقدار تراوایی گازها شد. به‌ طوری‌که در مقدار بارگذاری %40 وزنی از ذرات، مقدار تراوایی گاز کربن دی‌اکسید به barrer 169 افزایش ‌یافت. با سیلان‌دارکردن ذرات، خاصیت آب‌دوستی در غشای ماتریس ترکیبی ذره با Pebax بیشتر شد. تراکم زنجیرهای پلیمر با وجود ذرات ZIF-8 اصلاح‌شده در ماتریس پلیمری، بدون تغییر چندانی در کاهش مقدار گزینش‌پذیری گاز کربن دی‌اکسید، به علت تشدید پیوند میان ذرات و پلیمر، افزایش یافت و با ایجاد پیوند با سطح ذره به سازگاری بهتر ذره در شبکه پلیمر منجر شد. با افزایش مقدار بارگذاری ذرات اصلاح‌نشده، گزینش‌پذیری غشا به‌شدت کاهش یافت. درحالی‌که در غشای ماتریس ترکیبی با ذرات اصلاح‌شده، مقدار کاهش گزینش‌پذیری با سرعت کمتری انجام شد. همچنین، در آزمون مخلوط گازها، تراوایی هر دو گاز نسبت به حالت خالص افزایش یافت، به طوری که در ترکیب هم‌مولار گزینش‌پذیری به مقدار %34 کاهش یافت.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله
عنوان انگلیسی Functionalized Zeolitic-Imidazole Frameworks-8 Based Poly(ether-b-amide) Nanocomposite Membrane for Carbon Dioxide/Methane Gas Separation: Synthesis and Characterization
چکیده انگلیسی مقاله Hypothesis: The separation of carbon dioxide from methane is an important process in chemical industry and gas refineries from both economic and environmental perspectives. The conventional method for natural gas sweetening involves physical absorption by amines, but it has high operational cost. In this study, dual-layer mixed-matrix membranes based on poly(ether-b-amide), with trade name Pebax, containing zeolitic imidazolate frameworks-8 (ZIF-8) nanoparticles were synthesized and dispersed within the polymer matrix for separation of carbon dioxide/methane gas mixtures Methods: To improve the distribution and compatibility of the nanoparticles in the polymeric matrix, the particles were modified by (3-aminopropyl) triethoxysilane (APTES). The modified nanoparticles were characterized and examined using XRD, FTIR, and BET. The supporting polyether sulphone (PES) sublayer was synthesized by solution casting and wet phase separation methods. The optimum thickness of this layer in the casting solution stage was found to be 200 μm. The selective Pebax/ZIF-8 layer was subsequently formed by dry phase separation method. To compare and evaluate the effect of nanoparticles on gas separation performance, some mixed matrix membranes were synthesized with different nanoparticles loadings. The permeability test was performed toward carbon dioxide and methane gases. Findings: The mobility of polymer chain increased with the presence of ZIF-8 particle. With increasing ZIF-8 loading in the mixed matrix up to 40 wt%, the selectivity and gas permeability changed to 10.6 and 169 Barrer, respectively. APTES-modified particles showed the best performance. The bond between silane agent and the particle surface led to higher compatibility of particles in the polymeric matrix. The presence of APTES-modified particles also increased the selectivity and permeability at the same time. At 40% wt loading, the permeability and selectivity of carbon dioxide significantly increased to 925 Barrer and 16, respectively. Also, the selectivity reduction was about 34% in a 1:1 molar mixture of carbon dioxide and methane.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله حمیدرضا آمدی |
اهواز، دانشگاه صنعت نفت، دانشکده نفت، گروه مهندسی گاز، صندوق پستی 61991-71183

مسعود آقاجانی |
اهواز، دانشگاه صنعت نفت، دانشکده نفت، گروه مهندسی گاز، صندوق پستی 61991-71183

نشانی اینترنتی http://jips.ippi.ac.ir/article_1556_9faeea3910dd1844556514d04c0de365.pdf
فایل مقاله اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/968/article-968-642133.pdf
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات