تاثیر نانوذرات سیلیکا بر کارایی جداسازی غشای پلیمری آلیاژی ABS/PVAc برای جداسازی هلیم از متان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه اراک

2 دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)، پردیس ماهشهر، آزمایشگاه تحقیقاتی فرآیندهای غشایی (MPRL)

3 دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی¬تکنیک تهران)، پردیس ماهشهر، آزمایشگاه تحقیقاتی فرآیندهای غشایی (MPRL)

چکیده

در دو دهه اخیر بهبود عملکرد غشاهای پلیمری برای جداسازی گازها مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. یکی از روش های عملی و مهم در این زمینه، افزودن مواد معدنی، مانند نانوذرات سیلیکا، در شبکه پلیمری و ایجاد غشای شبکه آمیخته است. در این پژوهش، نخست اثر افزودن مقادیر مختلف پلی وینیل استات (PVAc) در ترکیب با اکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (ABS) برای تشکیل غشای آلیاژی ABS/PVAc به منظور جداسازی گاز هلیم از متان، بررسی شد. سپس، با انتخاب مطلوب¬ترین ترکیب غشایی از نظر تراوایی هلیم و گزینش¬پذیری آن نسبت به متان، اثر افزودن مقادیر مختلف نانوذرات سیلیکا در شبکه این غشاء بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزودن 3 درصد وزنی نانوذره سیلیکا به غشای آلیاژی ABS/PVAc(20%) تغییرات قابل توجهی در مقدار تراوایی هلیم (از 3/6 به 59 بارر) ایجاد شد. این در حالی است که میزان گزینش¬پذیری از 45 به 2/6 کاهش یافت. در گام آخر برای اصلاح گزینش¬پذیری، اثر سازگارکنندگی لاستیک استایرن بوتادین (SBR) با اقزودن 15-3 % وزنی از آن به غشای شبکه آمیخته ABS/PVAc(20%)/SiO2(3%) آزموده شد. در نهایت مشخص شد که غشای محتوی 15 درصد وزنی SBR، با میزان تراوایی 42 بارر برای هلیم و گزینش¬پذیری 52 نسبت به متان، دارای مطلوب¬ترین خواص جداسازی می¬باشد. همچنین با تغییر فشار از 1 تا 8 بار، مقدار تراوایی تا فشار 4 بار کاهش یافت و در فشارهای بیشتر از آن تغییر قابل¬توجهی در مقادیر تراوایی مشاهده نشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار