متن کامل خبر


 
جلسه دفاع : طیبه خسروی - مهندسي فرآيند

خلاصه خبر: جلسه دفاع از رساله

عنوان رساله :  بررسی اثر افزودن MOF و آلیاژکاری بر روی لایه گزینش¬پذیر غشای لایه نازک کامپوزیتی پلی اتر بلاک آمید/پلی سولفون به منظور جداسازی CO2/CH4
 

  • ارائه  کننده: طیبه خسروی
     
  •   استاد راهنما: دکتر محمدرضا امیدخواه
     
  •   استاد ناظر خارجی: دکتر تورج محمدی (دانشگاه علم و صنعت ایران)- دکتر ناصر محمدی (دانشگاه امیرکبیر)
     
  •   استاد ناظر داخلی: دکتر محمد حسین نوید فامیلی- دکتر سید سعید حسینی
     
  •   استاد مشاور: دکتر حسین مهدوی
     
  • مکان: دانشکده مهندسی شیمی، اتاق 351
     
  •   تاریخ: 1395/10/29
     
  •  ساعت: 08:30


 چکیده

در این رساله، به بررسی عملکرد غشاهای آلیاژکاری شده، ماتریس آمیخته و دولایه بر پایه کوپلیمر Pebax MH 1657 در جداسازی گاز دی اکسید کربن از متان پرداخته شده است. پروژه به سه فاز تقسیم شده و در فاز اول، غشاهای آلیاژکاری شده Pebax/PEG-ran-PPG در درصدهای وزنی مختلف از پلیمر آلیاژکار ساخته شده و نتایج آزمون¬های DSC، FTIR-ATR، AFM، SEM و همچنین تست جذب و تراوایی گازها در فشارهای مختلف به همراه محاسبه ضرایب نفوذ و حلالیت مورد بررسی قرار گرفته است. در فاز دوم، غشاهای ماتریس آمیخته Pebax/CuBTC ساخته شده و اثر افزودن MOF بر روی عملکرد جداسازی و میزان نفوذ و حلالیت گازها در این غشاها شرح داده شده است. ساختار ذرات افزودنی با استفاده از آزمون¬های DLS، XRD، BET و جذب گازهای CO2 و CH4 و همچنین غشاهای ماتریس آمیخته با استفاده از آزمون¬های SEM، FTIR-ATR، DSC، TGA و تست جذب و تراوایی گازها در فشارهای مختلف بررسی گردیده است. در فاز سوم پروژه، طراحی آزمایش به روش CCD انجام شده و اثر افزودن همزمان پلیمر آلیاژکار و ذرات MOF بر روی لایه گزینشگر غشای دولایه Peabx/PSF مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین ساختار غشاها با استفاده از آزمون¬های DSC، TGA و SEM بررسی شده است. در این فاز، مدل¬هایی برای پیش¬بینی تراوایی CO2 و گزینشگری CO2/CH4 در درصدهای وزنی مختلف از PEG-ran-PPG و CuBTC تولید گشته و بالاترین مقادیر تراوایی CO2 و گزینشگری CO2/CH4 مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج آزمون DSC در فاز اول نشان داد که دو پلیمر در یکدیگر کاملا انحلال¬پذیر بوده و دمای گذار شیشه¬ای فاز نرم، دمای ذوب و درصد بلورینگی فازهای نرم و سخت کاهش یافته است. همچنین بر اساس نتایج تست تراوایی گاز، تراوایی CO2 در غشاهای آلیاژکاری شده به طور قابل توجهی افزایش پیدا کرده و از Barrer 2/84 در غشای Pebax به Barrer 4/677 در غشای Pebax/PEG-ran-PPG (50 wt.%) رسیده، در حالیکه گزینشگری CO2/CH4 تقریبا ثابت مانده است. تصاویر SEM در فاز دوم پروژه نشان از پراکندگی نسبتا یکنواخت ذرات CuBTC (تا 15 درصد وزنی) در ماتریس پلیمری داشته که البته در 20 درصد وزنی از CuBTC، تجمع ذرات نیز دیده شده که بر روی عملکرد جداسازی غشاها تاثیر گذاشته است به نحوی که غشای Pebax/CuBTC (15 wt.%) بهترین عملکرد را داشته و تراوایی گاز CO2 حدود %53 و گزینشگری CO2/CH4 حدود %25 افزایش یافته است. نتایج فاز سوم نشان دادند در حالتی که فقط بیشینه نمودن گزینشگری مد نظر باشد، غشای Pebax/PEG-ran-PPG (18.48 wt.%)/CuBTC (20 wt.%) ایده¬آل بوده و مقدار گزینشگری CO2/CH4 به 0/24 (%46 افزایش نسبت به غشای پلیمری خالص) رسیده و عملکرد این غشا در محدوده مورد نظر جداسازی در پروژه حاضر قرار گرفته و همچنین با افزایش فشار عملکرد آن بهتر شده و در فشار 15 بار (گزینشگری CO2/CH4 برابر با 7/33) توانسته بر روی حد بالایی روبسون (2008) قرار گیرد. همچنین در بیشینه نمودن تراوایی و گزینشگری بصورت همزمان (غشای Pebax/PEG-ran-PPG (32.76 wt.%)/CuBTC (20 wt.%)) مقدار تراوایی CO2 و گزینشگری CO2/CH4 به ترتیب به GPU 2/56 و 4/23 رسیده که در مقایسه با غشای Pebax خالص حدود %620 و %43 افزایش داشته که عملکرد آن حتی از محدوده مورد نظر جداسازی در پروژه حاضر بهتر بوده و در فشار 15 بار توانسته از حد بالایی روبسون (2008) عبور نماید.

 کلمات کلیدی

آلیاژکاری، PEG-ran-PPG، غشای ماتریس آمیخته، CuBTC، غشای دولایه، جداسازی CO2/CH4

 

 

2 بهمن 1395 / تعداد نمایش : 326