حمیدرضا سنایی پور

سهم قابل توجهی از پژوهشهای انجام شده در زمینه جداسازی گاز کربن دیاکسید ( ،)CO2بهعنوان مهمترین چالش در کنترل گازهای گلخانهای، به توسعه غشاهای پلیمری جدید اختصاص یافته است. در این باره، غشاهای ماتریس ترکیبی ( ،)MMMsیعنی ترکیبی از ذرات جامد پراکنده شده در شبکه پیوسته پلیمر، بهعنوان راهکار مؤثری برای بهبود کارایی غشاهای پلیمری جداسازی گاز مطرح شده است. در این پژوهش، غشاهای ماتریس ترکیبی از کوپلیمر اتیلن وینیل استات ( )EVAو زئولیت 4A به روش ریختهگری محلولی-تبخیر حلال ساخته شد و عملکرد آنها در جداسازی CO2از نیتروژن ( ،)N2در فشارهای 3-8 barو دماهای عملیاتی مختلف 25-50°Cبررسی شد. شکلشناسی و ساختار این غشاها با آزمونهای میکروسکوپی الکترونی پویشی ( ،)SEMطیفسنجی زیرقرمز تبدیل فوریه ( ،)FTIRگرماسنجی پویشی تفاضلی ( ،)DSCگرماوزنسنجی ( ،)TGAاندازهگیری چگالی و تورم حلالی بررسی شد. نتایج تراوایی گاز با استفاده از روش آزمون حجم ثابت نشان داد، تراوایی هر دو گاز در غشا با وجود ذرات زئولیت در شبکه پلیمر، بهطور شایان توجهی افزایش مییابد. محاسبه ضرایب نفوذ گازها در شبکه غشا نشان داد، افزایش ضریب نفوذ با افزایش محتوای زئولیت، سهم عمده را در افزایش تراوایی گازها داشته است. همچنین، گزینشپذیری CO2/N2با افزودن ذرات زئولیت در غشا به دلیل بهبود گزینشپذیری نفوذی ایدهآل ( )DCO2/DN2افزایش یافته است. در حالت بهینه، تراوایی CO2از 20/81 Barrerبرای غشای خالص به 35/24 Barrerبرای غشای دارای 10%wt زئولیت افزایش یافت و گزینشپذیری ایدهآل CO2/N2مرتبط با آن نیز % 20زیاد شد. افزون بر این، عملکرد غشاها با افزایش فشار بهبود پیدا کرد. همچنین، افزایش دما موجب افت گزینشپذیری آنها شد.