چکیده:
در این تحقیق غشاهای متخلخل الیاف توخالی پلی سولفون (PSF) بروش جداسازی فازی ساخته شدهاند. سطح خارجی غشاهای ساخته شده بروش پوشش دهی غوطه وری با پلی دمتیل سیلوکسان (PDMS) اصلاح شدهاند. ساختار و کارایی غشاها برای جذب CO۲ در تماس دهنده غشایی بررسی گردیدند. از گلیسرول به عنوان غیرحلال در محلول پلیمری و افزاینده سرعت جداسازی فازی برای تولید غشاهای بسیار متخلخل استفاده شده است. غشاهای ساخته شده با بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی و تستهای تراوایی نیتروژن، فشار مرطوب شدن و زاویه تماس سطحی مشخصه بندی شدند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان داد که غشاها دارای ساختار تقریبا بندانگشتی شکل اند. نتایج تست تراوایی گازی نشان داد غشاهای پلیمری پوشش داده شده تراوایی نیتروژن کمتری دارند. غشای اصلاح شده با پلی دمتیل سیلوکسان (PDMS) دارای اندازه متوسط حفره ۸ نانومتر و تخلخل سطحی m-۱ ۳۵ میباشند. آب گریزی سطحی غشای اصلاح شده بشدت افزایش یافت که زاویه تماس سطحی تقریبا ۱۱۸ درجه را نشان میدهد. به دلیل کوچکتر بودن حفرههای سطحی و افزایش زاویه تماس غشاهای اصلاح شده میزان فشار مرطوب شدن غشاها افزایش یافته است. نتایج تست جذب CO۲ با آب در شرایط عملیاتی یکسان نشان داد که شار جذب غشاهای پلی سولفون اصلاح شده نسبت به غشاهای پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF) آبگریز تجاری و آزمایشگاهی گزارش شده قبلی بیشتر است. غشای اصلاح شده دارای شار جذب تقریبی ۱/۸× mol/m۲. s۴-۱۰ در سرعت مایع m/s۰۳/۰ میباشد.
خلاصه ماشینی:
به دلیل کوچکتر بودن حفرههای سطحی و افزایش زاویه تماس غشاهای اصلاح شده میزان فشار مرطوب شدن غشاها افزایش یافته است.
نتایج نشان داد که پس از یک دوره عملیاتی 30 روزه عملیات جذب گاز مقاومت غشا برای پلی پروپیلن و پلیوینیلیدین 160%و 290% افزایش یافت که به دلیل تغییر ساختار غشا و مرطوب شدن غشا می باشد.
برای غشاهای متخلخل محاسبه اندازه گیری متوسط حفره و تخلخل سطحی جهت مطالعه انتقال جرم در فرایند جذب گاز با غشا بسیار مهم می باشد.
{مراجعه شود به فایل جدول الحاقی} در این تحقیق جهت تست کارآیی جذب دی اکسیدکربن غشاهای ساخته شده از گاز خالص دی اکسید کربن و مایع جاذب آب مقطر استفاده می گردد.
به دلیل پوشش دهی سطحی غشای اصلاح شده با پلی دی متیل سیلوکسان مقدار تراوایی بشدت کاهش یافته است.
اگرچه غشای پوشش داده شده با پلی دی متیل سیلوکسان دارای شار جذب کمتری نسبت به غشا ساده می باشد ولی بنظر میرسد به دلیل افزایش مقاومت مرطوب شدن غشاهای اصلاح شده پایداری بالاتری داشته و برای عملیات طولانی مدت جذب گاز در تماس دهنده غشایی مناسب ترند.
- غشای اصلاح شده با پلی دی متیل سیلوکسان دارای آبگریزی بیشتر با زاویه تماس 118 در جه می باشد در صورتی که زاویه تماس سطحی غشا ساده تقریباً 83 درجه است.
غشای ساده بیشترین شار جذب mol/m2 s 2-10 ×1/1 در سرعت مایع m/s 03/0 نشان داد که تقریباً 37% بیشتر از شار غشا اصلاح شده با پلی دی متیل سیلوکسان می باشد.