16200

14460

كارشناسي ارشد

فرايندهاي جداسازي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1399

پانزده، 85ص. : مصور، جدول، نمودار

مرتضي صادقي، ارجمند مهرباني

محمد ديناري

احمد محب، افسانه فخار

1399/10/12

كتابنامه

مهندسي شيمي

مهندسي شيمي

1399/10/17

2661191

61 چكيده امروزه با پيشرفت صنعت و استفاده از سوخت هاي فسيلي شاهد پديده هايي همچون افزايش گازهاي گلخانهاي و گرمايش زمين بوده ايم گاز كربندي اكسيد نقش اساسي در آلودگي محيط زيست دارد كه باعث شده پژوهشگران با روش هاي گوناگون به جداسازي و جمع آوري آن بپردازند فناوري غشا به دليل عدم نياز به بازيابي انرژي عدم اتالف جريان و همچنين انطباق با صنايع مختلف مورد توجه قرار گرفته است با اين وجود به دليل وجود محدوديت نشان داده شده توسط رابسون مبني بر رابطه پاياپاي بين تراوشپذيري و گزينشپذيري استفاده از غشاهاي زمينه مركب با ذرات پركننده متفاوت پيشنهاد شدهاست ازجمله پركنندههايي كه به گونه محدودي بررسي شدهاند چارچوبهاي نوين آلي كوواالنسي COF هستند كه ويژگيهاي فيزيكي مناسب مانند مقاومت گرمايي تخلخل مساحت سطح باال و عملكرد بينظير در جذب دياكسيد كربن از خود نشان ميدهند از اين رو بر آن شديم كه در پژوهش حاضر از اين نانوذرات براي تهيه غشا زمينه مركب با كوپليمر پلياتر بلوك آميد با نام تجاري PEBAX استفاده شد بدين منظور چارچوبهاي آلي كواالنسي تريآزيني بر پايه پيوندهاي ايميني با ساختار حفرهها 72 آنگستروم با آزمونهاي PXRD FT IR جديد براي نخستين بار سنتز شدند ساختار و اندازه ذرات بلورين و ششوجهي با اندازه EDAX DLS TEM FE SEM جذب واجذب نيتروژن و استحكام گرماييشان با ارزيابي TGA نتايج بسيارمناسبي داشتند غشاهاي ساخته شده نيز با آزمونهاي FE SEM TGA tensile stress strain XRD ATR و تراوايي گاز خالص ارزيابي شدند كه بهترين عملكرد غشا زمينه مركب 3352 PEBAX و 7561 PEBAX به ترتيب مربوط به درصدهاي وزني 5 0 و 1 از پركننده بودند در دماي 52 و فشار 2 بار با افزودن TCOF به زمينه پليمري ويژگيهاي جداسازي گاز غشاها شامل تراوشپذيري و گزينش پذيري تا مقدار بهينه پركننده 5 0 و 1 درصد وزني افزايش يافت نتايج متناظر تراوشپذيري 4 O2 N2 CH و 2 CO غشا زمينه مركب 3352 PEBAX با 5 0 درصد وزني از TCOF به ترتيب برابر با 41 12 79 7 39 81 و 48 132 بارر به ترتيب با درصدهاي بهبود 71 61 02 و 92 نسبت به غشا خالص و براي زمينه مركب 7561 PEBAX به ترتيب برابر با 99 3 48 1 53 4 و 58 901 بارر به ترتيب با درصدهاي بهبود 51 72 55 و 74 بودهاست مقادير گزينشپذيري برابر با 11 92 2 CO2 CH4 10 97 CO2 N و 83 2 2 O2 N به ترتيب با درصد بهبود 11 01 و 3 براي 3352 PEBAX و 07 95 2 CO2 CH4 28 65 CO2 N و 53 2 2 O2 N به ترتيب با درصد بهبود 51 33 و 32 براي 7561 PEBAX بود واژگان كليدي 3352 PEBAX1657 PEBAX چارچوب آلي كواالنسي غشا زمينه مركب جداسازي گاز

92 Fabrication of Polyether Block Amide Imine Linked Covalent Organic Framework Mixed Matrix Membrane and Study on CO2 Separation Shiva Zolfaghari shiva zolfaghari@iut ac ir Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisors Morteza Sadeghi m sadeghi@iut ac ir Arjomand Mehrabani Zeinabad Arjomand@iut ac irAdvisor Mohammad Dinari dinari@iut ac irAbstractNowadays the phenomenon of global warming and the amplification of greenhouse gasses due toindustrial development and fossil fuel consumption are observed The carbon dioxide has a significantrole in the environmental pollution leading researchers to CO2 separation and storage via variousmethodes Being adaptable to different industries not needing energy recovery and not wasting theflow membrane technology in particular the polymeric ones have drawn attention However application of mixed matrix membranes with diverse filler particles were suggested to address thetrade off showed by Robeson One of the fillers with limited studies is novel covalent organicframework COF which carries unique physical properties e g thermal stability high porousity large surface area and suitable performance in CO2 capture Accordingly COF was used to fabricatethe mixed matrix membranes MMMs with copolymer of PEBAX in this study In this regard atriazine ring COF based on imine bonds with futuristic structure was synthesized for the first time Thestructure size of crystalline particles with pore size of 27 and their thermal stability were examinedwith FT IR PXRD FE SEM TEM DLS EDAX N2 adsorption desorption and TGA analysis Theobtained results were promising In addition ATR XRD TGA tensile stress strain and single gaspermeation analysis were carried out to examine the prepared MMMs The best performance in termsof gas separation was observed for the MMM with filler loadings of 0 5 wt and 1 for PEBAX2533and PEBAX1657 respectively The separation properties of membranes including permeability andselectivity increased with addition of TCOF to the polymeric matrix until it reached the optimum massratio of filler 0 5 and 1 under pressure of 2 bar and at temperature of 25 The permeation resultsof T COF PEBAX2533 0 5 and T COF PEBAX1657 1 for CH4 N2 O2 and CO2 were 21 14 7 97 18 93 and 231 84 barrer and 3 99 1 84 4 35 and 109 85 barrer respectively And the selectivityresults of CO2 N2 CO2 CH4 O2 N2 for COF PEBAX2533 were 29 11 10 97 and 2 38 and 59 70 28 65and 2 35 for PEBAX1657 accordingly Subsecuently membrane performance enhanced in the order of17 16 20 and 29 for gas permeation of PEBAX2533 and 15 27 55 and 47 for that ofPebax1657 As for selectivity the improvements were 11 CO2 N2 10 CO2 CH4 and 3 O2 N2 for PEBAX2533 and 15 CO2 N2 33 CO2 CH4 and 23 O2 N2 for PEBAX1657 respectively Keywords PEBAX1657 PEBAX2533 Covalent Organic Framework COF Mixed MatrixMembrane MMM Gas permeation

مرتضي صادقي، ارجمند مهرباني

محمد ديناري

احمد محب، افسانه فخار