عزت اله جودکی

افزودن یک جزء سوم با میل ترکیبی باال نسبت به گاز دیاکسیدکربن در غشای شبکه آمیخته دوجزئی و حذف فضاهای خالی غیرگزینشگر در سطح مشترک پرکننده و شبکه پلیمری را میتوان یک روش نوآورانه جهت بهبود عملکرد جداسازی گاز دیاکسیدکربن از گازهای متان و نیتروژن توسط غشای شبکه آمیخته درنظرگرفت. در این پژوهش، با استفاده از ویژگیهای برجسته پلیمر پباکس،1657 مایع یونی -1 بوتیل-3- متیل ایمیدازولیوم استات )[AC][BMIM)[، مایعیونی-1هگزیل-3- متیلایمیدازولیوم بیس)تری فلوئورومتیل سولفونیل( ایمید )[2NTF][HMIM)[، نانولولههایکربنی چندجداره عاملدارشده با گروه هیدروکسیل (OH-MWCNT (و نانوذرات اکسیدآلومینیوم )3O2AL )چهارگروه غشای شبکه آمیخته سهجزئی جدید برای بهبود عملکرد جداسازی گاز دیاکسیدکربن از گازهای سبک متان و نیتروژن ساخته شد. غشاهای ساخته شده توسط آزمونهای مشخصهیابی FESEM، DSC، ATR-FTIR و XRD مورد ارزیابی قرارگرفتند. آزمونهای تراوایی گاز بر روی غشای پلیمری خالص، غشاهای ترکیبی پلیمر- مایع یونی و همچنین غشاهای شبکه آمیختهی دوجزئی و سهجزئی در دمای 25 درجه سانتیگراد و فشار گاز 4 تا 10 بار انجام گردید. نتایج این پژوهش نشان داد که افزودن مایع یونی به غشاهای شبکه آمیخته دوجزئی، به دلیل برهمکنش میان گاز دیاکسیدکربن و بخشهای قطبی مایع یونی و ایجاد سازگاری بهتر بین نانوذرات معدنی و شبکه پلیمر منجر به بهبود عملکرد جداسازی گاز دیاکسیدکربن از گازهای سبک متان و نیتروژن گردید. به گونهای که در غشاهای شبکه آمیخته سهجزئی تهیه شده با پلیمر پباکس،1657 نانوذرات 3O2AL و مایع یونی AC][BMIM( [غشاهای گروه اول(، غشای بهینه با افزودن 15 درصد وزنی مایع یونی[AC][BMIM [و 6 درصد وزنی نانوذرات 3O2AL( بر مبنای وزن پلیمر( در شبکه پلیمر پباکس به دست آمد، مقدار تراوایی دی اکسیدکربن در این غشا در دمای 25 درجه سانتیگراد و فشار 10 بار به 166/4 بارر رسید که 44 درصد بیشتر از غشای پلیمری خالص بود، همچنین گزینشپذیری ایدهآل جفتگازهای 2N2/CO و 4CH2/CO نیز به ترتیب 28 و 26 درصد نسبت به غشای پلیمری پباکس خالص افزایش یافت. همچنین، بهترین عملکرد جداسازی در غشاهای شبکه آمیخته سهجزئی [2NTF][HMIM[3/O2AL/Pebax )غشاهای گروه دوم(، در بارگذاری10 درصد وزنی مایع یونی [2NTF][HMIM [و 6 درصد وزنی نانوذرات 3O2Al درشبکه پلیمر پباکس بدست آمد، تراوایی گاز دیاکسیدکربن و گزینشپذیری جفتگازهای 2N2/CO و 4CH2/CO بهترتیب،51 23 و 22 درصد نسبت به غشای خالص پلیمری افزایش یافت. نتایج آزمون تراوایی نشان داد که غشاهای شبکه آمیخته سهجزئی که با افزودن مایع یونی[AC][BMIM [و پرکننده(OH-MWCNT (در شبکه پلیمری پباکس تهیه شده بودند)غشاهای گروه سوم(، غشای بهینه با افزودن 20 درصد وزنی مایع یونی[AC][BMIM [و2 درصدوزنی OH-MWCNT در شبکه پلیمر به دست آمد، تراوایی گاز دیاکسیدکربن وگزینشپذیری جفتگازهای 2N2/CO و 4CH2/CO بهترتیب،58 24 و 26 درصد نسبت به غشای خالص پلیمری افزایش یافت. در نهایت، غشای شبکه آمیخته سهجزئی که با بارگذاری 2 درصد وزنی پرکننده OH-MWCNT و 15 درصد وزنی مایع یونی[2NTF][HMIM [تهیه شده بود، بهترین عملکرد جداسازی غشاهای شبکه آمیخته سه جزئی [2NTF][HMIM[/OH-MWCNT/Pebax( غشاهای گروه چهارم( را نشان داد، بطوریکه تراوایی گاز دیاکسیدکربن و گزینشپذیری جفتگازهای 2N2/CO و 4CH2/CO بهترتیب 62 ، 30 و 27 درصد نسبت به غشای خالص پلیمری پباکس 1657 افزایش یافت. واژگانکلیدی: جداسازی گاز، غشای شبکه آمیخته، پلیمر پباکس،1657 مایع یونی [AC][BMIM[، مایع یونی[2NTF][HMIM[