بررسي تاثير پايه‌هاي اصلاح شده بر عملكرد غشاي سيليكايي دوپه شده با كبالت در جداسازي هيدروژن

در اين تحقيق، غشاهاي سيليكايي دوپه شده با كبالت با استفاده از روش سل-ژل سنتز شدند. براي لايه‌نشاني مناسب غشاي سيليكايي انتخابگر، ويژگي‌هاي پايه‌ي غشايي از اهميت بالايي برخوردار است. عبوردهي پايه و زبري سطح آن دو ويژگي مهم و قابل اندازه‌گيري در انتخاب پايه مي‌باشند. بنابراين، دو نوع پايه اصلاح شده براي اين پژوهش انتخاب شدند؛ پايه اول با زبري سطح nm 160 و عبوردهي متوسط هيدروژن در حدود mol m-2s-1Pa-1 10-7×5.5 و پايه دوم با زبري سطح nm 54 و عبوردهي متوسط هيدروژن mol m-2s-1Pa-1 10-6×3.5، مورد استفاده قرار گرفتند. لايه‌ي سيليكايي دوپه شده با كبالت بر روي هر دو پايه به طور يكسان پوشش‌دهي شد و در هر دو غشا فعاليت مكانيزم غربال مولكولي براي عبوردهي از غشا مشاهده شد. با اين حال، استفاده از پايه اصلاح شده با زبري سطح پايين و عبوردهي بالا در غشاي سيليكايي دوپه شده با كبالت داراي عبوردهي هيدروژن خالص mol m-2s-1Pa-1 10-7×1.3 و متوسط انتخاب‌پذيري ايده‌آل 40 و 25 به ترتيب براي H2/N2 و H2/CO2 در دماي °C150 مي‌باشد. در حالي‌كه، غشاي سيليكايي دوپه شده با كبالت بر پايه‌ي اصلاح شده با زبري سطح بالا و عبوردهي پايين به مراتب عملكرد ضعيف‌تري داشته و داراي عبوردهي هيدروژن خالص mol m-2s-1Pa-1 10-9×1.6 و متوسط انتخاب‌پذيري ايده‌آل 16 و 13 به ترتيب براي H2/N2 و H2/CO2 در همان دما بوده است. نتايج اين مطالعه نشان مي‌دهد با اينكه روش سل-ژل براي ساخت غشاهاي انتخابگر سيليكايي دوپه شده با كبالت مناسب است، كيفيت پايه مورد استفاده از نظر زبري سطح و عبوردهي تأثير زيادي بر عملكرد غشا دارد.