بررسی تاثیر پایه‌های اصلاح شده بر عملکرد غشای سیلیکایی دوپه شده با کبالت در جداسازی هیدروژن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

2 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند تبریز، تبریز، ایران

3 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

در این تحقیق، غشاهای سیلیکایی دوپه شده با کبالت با استفاده از روش سل-ژل سنتز شدند. برای لایه‌نشانی مناسب غشای سیلیکایی انتخابگر، ویژگی‌های پایه‌ی غشایی از اهمیت بالایی برخوردار است. عبوردهی پایه و زبری سطح آن دو ویژگی مهم و قابل اندازه‌گیری در انتخاب پایه می‌باشند. بنابراین، دو نوع پایه اصلاح شده برای این پژوهش انتخاب شدند؛ پایه اول با زبری سطح nm 160 و عبوردهی متوسط هیدروژن در حدود mol m-2s-1Pa-1 10-7×5/5 و پایه دوم با زبری سطح nm 54 و عبوردهی متوسط هیدروژن mol m-2s-1Pa-1 10-6×5/3، مورد استفاده قرار گرفتند. لایه‌ی سیلیکایی دوپه شده با کبالت بر روی هر دو پایه به طور یکسان پوشش‌دهی شد و در هر دو غشا فعالیت مکانیزم غربال مولکولی برای عبوردهی از غشا مشاهده شد. با این حال، استفاده از پایه اصلاح شده با زبری سطح پایین و عبوردهی بالا در غشای سیلیکایی دوپه شده با کبالت دارای عبوردهی هیدروژن خالص mol m-2s-1Pa-1 10-7×3/1 و متوسط انتخاب‌پذیری ایده‌آل 40 و 25 به ترتیب برای H2/N2 و H2/CO2 در دمای °C150 می‌باشد. در حالی‌که، غشای سیلیکایی دوپه شده با کبالت بر پایه‌ی اصلاح شده با زبری سطح بالا و عبوردهی پایین به مراتب عملکرد ضعیف‌تری داشته و دارای عبوردهی هیدروژن خالص mol m-2s-1Pa-1 10-9×6/1 و متوسط انتخاب‌پذیری ایده‌آل 16 و 13 به ترتیب برای H2/N2 و H2/CO2 در همان دما بوده است. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد با اینکه روش سل-ژل برای ساخت غشاهای انتخابگر سیلیکایی دوپه شده با کبالت مناسب است، کیفیت پایه مورد استفاده از نظر زبری سطح و عبوردهی تأثیر زیادی بر عملکرد غشا دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

نشریه علوم و مهندسی جداسازی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 19 تیر 1403

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار