توصيفگر ها :
پلي يورتان , كيتوسان , اصلاح سطح , تراوايي , گزينش پذيري
چكيده فارسي :
امروزه جداساازي گاز مبتني بر غشاا از نظر اقتصااديي ايمنيي محيط زيسات و بهرهوري انرژي ساودمند و مورد اساتقبال
قرار گرفته و ازجمله مزاياي اساتفاده از غشاهاي پليمري نسبت به ساير غشاها ميتوان به كم بودن مصرف انرژيي كمتر
شادن آلودگي زيسات محيطيي طراحي آساانتري پايين بودن هزينه سارمايهگذاري اوليه و سااير هزينهها اشااره كرد. در
از غشا ااي پلييورتاني سااطح آن با اسااتفاده از كيتوسااان CO اين پژوه ش به منظور بهبود عبور گازهاي قطبي نظير 2
اصاالاح گرديد. فرايند اصاالاح سااطح غشااا طي دو مرحله انجام شااد. درمرحله اول از ايزوساايانات ودرمرحله دوم از
محلول كيتوساان به منظور اصالاح ساطح غشاا اساتفاده گرديد وپارامترهايي همدون دماي فرايند و مدت زمان در مرحله
اول از فرايند اصالاح ساطح و مدت زمان و غلظت كيتوساان در مرحله دوم بهينه ساازي گرديد. براي اصالاح ساطح از
و زاويه تماس آب نشااندهنده ATR كيتوساان كه ب يوپل يمري با سااختاري ط ب يعي اسات اساتفاده شاد. نتايج آزمون هاي
افزايش غلظت گروههاي كيتوساان روي ساطح وافزايش آبدوساتي ساطح غشاا ميباشاند. همدنين مشااهده شاد كه با
افزايش غلظات گروههااي كيتوساااان روي ساااطح غشااااي باازدهي فرايناد پيوناد زني و چگاالي پيوناد نيز افزايش ياافتاه و
بهبود ياافات كاه باا نتاايج قبلي همخواني CO2⁄N و 2 CO2⁄CH تراوايي گااز كربن دي اكساااياد و گزين ش پاذيري 4
دارد. ضااريب حلاليت گاز دي اكساايد كربن به علت تراكم پذيري و قطبيت پذيري با ي آن نساابت به سااايرگازها
167 در نمونه اصالاح شاده / 95 در نمونه خالص به 45 / افزايش و ضاريب نفوذ آن كاهش يافته اسات و تراوايي آن از 74
با 1.5 درصاد كيتوساان رسايد. عملكرد جداساازي گاز غشااهاي اصالاح شاده با كران با ي رابساون مقايساه گرديد و
مشااهده شاد كه با افزايش غلظت نسابي گروه هاي كيتوساان روي ساطح غشااي عملكردجداساازي گاز آن ها به صاورت
قابل توجهي بهبود يافته و به كران با ي رابسون نزديك تر شده است.
چكيده انگليسي :
Today,membrane-based gas separation is beneficial and welcomed in terms of economy,
safety, environment and energy efficiency, and the advantages of using polymer membranes
over other membranes include low energy consumption and reduced environmental
pollution. , easier design, low initial investment cost and other costs, etc. In this research, in
order to improve the passage of polar gases such as CO2 through the polyurethane
membrane, its surface was modified using chitosan. The membrane surface modification
process was carried out in two steps. In the first stage, isocyanate was used and in the second
stage, chitosan solution was used to modify the surface of the membrane, and parameters
such as process temperature and duration in the first stage of the surface modification process
and duration and concentration of chitosan were optimized in the second stage. Chitosan,
which is a biopolymer with a natural structure, was used to modify the surface. The results
of ATR and water contact angle tests show an increase in the concentration of chitosan
groups on the surface and an increase in the hydrophilicity of the membrane surface. It was
also observed that by increasing the concentration of chitosan groups on the surface of the
membrane, the efficiency of the grafting process and the density of grafting also increased,
and the permeability of carbon dioxide gas and the selectivity of CO2⁄CH4 and CO2/N2
improved, which is consistent with the previous results. The solubility coefficient of carbon
dioxide gas has increased due to its high compressibility and polarity compared to other
gases, and its diffusion coefficient has decreased, and its permeability has increased from
95.74 in the pure sample to 167.45 in the modified sample. The gas separation performance
of the modified membranes was compared with the Robson upper limit and it was observed
that with the increase in the relative concentration of chitosan groups on the membrane
surface, their gas separation performance improved significantly and became closer to the
Robson upper limit.
