جداسازي گازگلخانه اي دي اكسيد كربن توليدي صنايع با استفاده از غشاي نانو كامپوزيت پلي يورتان/ سيليكا

Separation of produced carbon dioxide greenhouse gas in industries by nanocomposite membrane of polyurethane/silica

گازهاي خروجي دودكش صنايع، از مهم ترين منابع توليدكننده گاز گلخانه اي دي اكسيدكربن مي باشند. روش هاي گوناگوني براي جداسازي اين گاز از ديگر گازهاي خروجي دودكش هاي صنايع وجود دارند. از جمله اين روش ها، جداسازي گاز توسط غشا مي باشد. به همين منظور، در اين پژوهش، خواص جداسازي گازي غشاي پلي يورتان با اجزاي PTMG2000/HDI/MOCA مورد بررسي قرار گرفته، سپس به منظور بهبود كارايي جداسازي گازي غشاي مذكور، نانو ذرات سيليكا به شبكه پليمري افزوده شده و اثر افزودن نانو ذرات سيليكا به شبكه پليمري پلي يورتان مورد بررسي قرار گرفته شده است. غشاها در تركيب درصدهاي مختلف نانو ذره (0، 5، 10، 15 % وزني ) با استفاده از روش اختلاط در فاز محلول ساخته شدند. ارزيابي و ريخت شناسي غشاهاي نانو كامپوزيتي ساخته شده توسط آزمون طيف سنجي مادون قرمز و ميكروسكوپ الكترون پويشي بررسي گرديد. از تصاوير ميكروسكوپ الكترون پويشي، پراكندگي مناسبي از نانو ذرات در غشاهاي نانو كامپوزيت مشاهده گرديد. همچنين آزمون تراوايي براي غشاها انجام شد. براساس داده هاي آزمايش با افزايش ميزان نانو ذره، تراوايي هر دو گاز خالص مورد آزمايش (دي اكسيد كربن و نيتروژن) كاهش يافته، در حاليكه مقادير گزينش پذيري دي اكسيد كربن نسبت به نيتروژن افزايش يافت.

Output gas from industries’ chimneys are among the most important sources for producing the carbon dioxide greenhouse gas. There are variety of methods for separating the gas from other exhaust gases of industries’ chimneys. One of these methods is gas separation by membrane. For this purpose, the gas separation properties of polyurethane membrane with components PTMG2000 / HDI / MOCA have been examined in this study; then silica nanoparticles was added to the polymer network to improve the efficiency of the aforementioned membrane gas separation and the effect of adding silica nanoparticles to the polymer network of polyurethane has been examined. Membranes in the combination of nanoparticle’s different percentages (0, 5, 10, 15 wt%) were made by using the mixing method in soluble phase. Evaluation and morphology of nanocomposite membranes made were investigated by the infrared spectroscopy test and scanning electron microscopy. A proper dispersion of nanoparticles in nanocomposite membranes was observed through scanning electron microscope images. As well as, permeability test was performed for membranes. According to experiment data, the permeability of both tested pure gases (carbon dioxide and nitrogen) decreased with increasing the amount of nanoparticle, while the values of carbon dioxide selectivity compared to the nitrogen increased.