سنتز غشاي زئوليتي SSZ-13 و بررسي تاثير يون‌هاي سديم، ليتيوم و پتاسيم در عبوردهي دي‌اكسيدكربن، متان و نيتروژن

در اين پژوهش، سنتز غشاي زئوليتي SSZ-13 به روش رشد ثانويه و به‌صورت استاتيك انجام شد. سپس، تأثير يون‌هاي سديم، پتاسيم و ليتيوم بر عملكرد آن در عبوردهي و انتخاب‌گري گازهاي دي‌اكسيد‌كربن، متان و نيتروژن بررسي ‌شد. غشاي سنتز شده حاوي يون سديم مي باشد كه در فشار 2 بار و دماي 300 كلوين داراي عبوردهي دي‌اكسيدكربن برابرmol.m-2.s-1.Pa-1 7-10×3/67 و انتخاب‌گري ايده‌آل CO2/CH4 و CO2/N2 به ترتيب 44/6 و 11 مي باشد. اثر تبادل يون‌ سديم در ساختار لايه زئوليتي با يون‌هاي پتاسيم و ليتيوم در فشارها و دماهاي مختلف بر عبوردهي گازهاي فوق مورد بررسي و اثر دما از طريق بررسي انرژي فعال‌سازي در عبوردهي گازها مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه حضور يون ليتيوم در لايه غشايي عبوردهي دي‌اكسيد‌كربن را در دماي 300 كلوين از 7-10× 3/67 به mol.m-2.s-1.Pa-1 7-10×1/13 كاهش مي دهد درحاليكه آن مقدار براي متان از mol.m-2.s-1.Pa-1 9-10×4/51 به mol.m-2.s-1.Pa-1 11-10×5/30 و براي نيتروژن در غشا را از mol.m-2.s-1.Pa-1 8-10×3/31 به mol.m-2.s-1.Pa-1 9-10×5/30 مي رسد. كاهش شديدتر عبوردهي گازهاي متان و نيتروژن در مقايسه با دي اكسيد كربن باعث افزايش انتخابگري CO2/CH4 از 44 به 97 و CO2/N2 از 11 به 19 مي شود. در غشاي تبادل يوني شده با يون پتاسيم عبوردهي دي‌اكسيدكربن كاهش بيشتري نسبت به يون ليتيوم از خود نشان داده و به مقدار mol.m-2.s-1.Pa-1 10-8×9/73 مي رسد در حاليكه انتخاب‌گري CO2/CH4 از 44 به 2/7 و انتخاب‌گري CO2/N2 از 11 به 3/87 كاهش مي يابد. بنابراين، تبادل با يون پتاسيم باعث افت عملكرد غشا شده و توصيه نمي شود.