نام پژوهشگر: جعفر باغبانی آرانی

سنتز و تعیین ویژگی های غشاهای نانوکامپوزیتی زئولیت – پلیمر برای جداسازی گاز
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کاشان - دانشکده مهندسی 1390
  جعفر باغبانی آرانی   محسن محسن نیا

جداسازی گازهای نیتروژن – متان از جمله فرآیندهای بسیار مهم و پرکاربرد در زمینه ارتقای گاز طبیعی و افزایش ارزش حرارتی آن می باشد. استفاده از غشاهای شبکه آمیخته در این جداسازی می تواند به کاهش مصرف انرژی کمک فراوانی کند. در این راستا، در این تحقیق غشاهای شبکه آمیخته از پلی کربنات (pc) حاوی نانوذرات زئولیت a و همچنین غشای pc حاوی نانوذرات zsm-5 ، تهیه و رفتار تراوایی و گزینش پذیری آنها برای گازهای نیتروژن، متان و کربن دی اکسید مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت مشخص شد که افزودن ذرات پرکننده می تواند تراوایی و گزینش پذیری غشای pc خالص را بهبود بخشد. به عنوان مثال تراوایی نیتروژن در غشای pc خالص از 27/0 بارر به 325/0 بارر در غشای شبکه آمیخته حاوی 1 درصد نانو ذرات زئولیت a می رسد. با ادامه افزایش میزان نانوذرات و در نتیجه افزایش حجم-های آزاد و فضاهای خالی ایجاد شده در غشای حاوی 2% وزنی نانوذرات تراوایی به 342/0، در غشای 3% وزنی به 378/0 و در غشای 4% وزنی به 456/0 بارر می رسد. این افزایش در مورد گازهای متان و کربن دی اکسید نیز مشاهده می گردد. در حالی که گزینش پذیری تا ترکیب 3% وزنی افزایش می یابد و سپس کاهش می یابد. همچنین غشای شبکه آمیخته pc حاوی ذرات زئولیت zsm-5، تراوایی گاز نیتروژن در غشای شبکه آمیخته حاوی 1 درصد وزنی زئولیت به 34/0 رسیده است که افزایش 92/25 درصد تراوایی را نشان می دهد. برای گازهای متان و کربن-دی اکسید نیز به ترتیب تراوایی از 41/0 و 8/8 بارر به 521/0 و 26/11 بارر می رسد که افزایش 07/27 و 95/27 درصدی را نشان می دهد و گزینش پذیری در همان محدوده غشای خالص pc باقی می ماند و مقدار ناچیزی افزایش می یابد. در این غشای آمیخته نیز انتظار بر افزایش گزینش-پذیری وجود دارد. البته این افزایش فقط در ترکیب 1% وزنی مشاهده شد و در بقیه ترکیب درصدها با کاهش گزینش پذیری مواجه شدیم.