جداسازی هیدروکربن های سنگین تر از متان توسط غشاهای نانو کامپوزیت های پلی یورتان-زئولیت

فناوری غشایی یکی از روش هایی است که درسال های اخیر به دلیل مصرف انرژی کمتر و اطمینان عملکردی بالاتر و همچنین نیاز به فضا و هزینه اولیه کمتر، از اهمیت ویژه ای برخوردار است و در این میان غشاهای پلیمری بیشتر مورد توجه قرارگرفته اند. در این پژوهش، یک گروه پلی یورتان با قطعه ی نرم شامل پلی تترامتیلن گلایکول (ptmg) با وزن مولکولی 2000 گرم بر مول و قطعه های سخت متفاوت متشکل از هگزامتیلن دی ایزوسیانات (hdi) ، 1و4 بوتان دی ال (bdo) و نسبت 1/1 از 1و4 بوتان دی آمین(bda)/ 1و4 بوتان دی ال (bdo) سنتز شدند. نسبت مولی همه پلی یورتان های سنتز شده از دی ایزوسیانات:زنجیرگسترنده:پلی-ال، 1:2:3 می باشد. نمونه های پلی یورتان ها توسط آزمون هایtga، ftir، sem و xrdمورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده از آزمون هایxrd و ftir نشان داد که بلورینگی و جدایش فازی قطعه نرم و سخت، با افزودن bda در قطعه سخت، افزایش می یابد که ناشی از افزایش اتصالات هیدروژنی گروه های کربونیل یورتانی با گروه های n-h می باشد. آزمون تراوایی غشاهای پلی یورتان و زمینه مختلط پلی یورتان/زئولیت به روش جدایش فازی گرمایی تهیه گردید و مورد ارزیابی تراوایی گازهای خالص متان، اتان و پروپان در دما 30 درجه سلسیوس و فشار ثابت 2بار قرار گرفتند. نتایج تراوایی نشان می دهد که با افزایش گروه دی آمینی در ساختار (مقدارbda در قطعه سخت)، تراوایی و گزینش پذیری گازها افزایش می یابد. تراوایی متان، اتان و پروپان از 13/3، 11/5 و 66/7 در پلی یورتان حاوی نسبت 0/100 از bdo/bda به 59/5، 48/9 و 30/14 بارر در پلی یورتان حاوی نسبت 50/50 از bdo/bda (در قطعه سخت) افزایش می یابدو در نتیجه گزینش پذیری c2h6/ch4 و c3h8/ch4 افزایش می یابد. پس از انتخاب پلیمر مناسب، به منظور بهبود خواص جداسازی تاثیر نوع و مقدار زئولیت بر عملکرد جداسازی گازی، تراوایی غشاهای پلی یورتان- زئولیت 4a و zsm-5 بررسی شد. اثر نانوذرات بر ساختار و نحوه توزیع آن در پلی یورتان ها توسط آزمون های ftirو sem مورد بررسی قرار گرفت که نتایج بیانگر توزیع مناسب در بستر پلیمربود. افزودن ذرات زئولیت 4a در پلی یورتان منجر به اقزایش تراوایی گاز متان و کاهش گزینش پذیری c2h6/ch4 و c3h8/ch4 در هر دو نمونه پلی یورتان شدند. در حالی که ذرات zsm-5 در دو نمونه پلی یورتان منجر به افزایش گزینش پذیری c2h6/ch4و c3h8/ch4 شدند. به طوری که با افزایش درصد زئولیت zsm-5 از 5 تا 20 درصد میزان انتخابگری برای c2h6/ch4 از 84/1 به 21/2 و برای c3h8/ch4 از 91/2 به 634/3 در نمونه پلی-یورتان حاوی bda/bdo افزایش پیدا کرد.