تهيه و ارزيابي غشاهاي شبكه آميخته پلي وينيل كلرايد-نانوذرات اكسيدروي به منظور جداسازي CO2 /N2 ،ا CO2/CH4 و N2/CH4

Preparing and Characterizing PVC/ZnO Nanoparticle Mixed Matrix Membranes for CO2/N2, CO2/CH4, and N2/CH4 Gas Separation

در اين پژوهش غشاهاي شبكه آميخته پلي وينيل كلرايد- نانوذرات اكسيدروي تهيه شده و به منظور بررسي خواص جداسازي گاز، مورد ارزيابي قرار گرفتند. اثر افزايش اكسيد روي و نيز فشار خوراك بر عملكرد جداسازي گاز اين غشاها براي گازهاي هليم، نيتروژن، متان و دي اكسيد كربن مورد بررسي قرار گرفت. نتايج به دست آمده نشان مي‏دهد كه تراوايي همه گازها با افزايش نانوذرات اكسيدروي روند افزايشي داشته است. تراوايي گازهاي هليم، متان، دي اكسيد كربن و نيتروژن در غشاهاي شبكه آميخته حاوي 15% وزني اكسيد روي در فشار bar 8، به ترتيب از 56/3، 007/0، 21/0 و 01/0 به 9/49، 12، 4/26 و 6/1 نسبت به غشاهاي بدون نانو ذرات افزايش يافته است. همچنين، تراوايي هر يك از گازهاي مورد مطالعه با افزايش فشار خوراك ورودي، افزايش يافته و انتخاب پذيري جفت‏هاي گازي مذكور با افزايش فشار، روند ‌كاهشي را دنبال كرده است. نتايج آزمون مقاومت مكانيكي نشان مي‏دهد كه استفاده از نانوذرات اكسيد روي در ساختار غشا توانسته است مدول كششي را به ميزان 11% بهبود دهد.

PVC/ZnO mixed matrix membranes were prepared and characterized for gas separation properties. The effects of ZnO loading ratio and feed pressure on the gas separation performance of the prepared membranes were investigated. Testing gases were He, N2, CH4, and CO2. The results indicated that the permeability of all the gases increased with an increase in ZnO loading ratio. At a ZnO loading ratio of 15% and a pressure of 8 bar, the permeability of He, N2, CH4, CO2 increased from 3.56, 0.01, 0.007, 0.21 to 49.9, 1.6, 12, 26.4 respectively. Moreover, the permeability of the studying gases showed an increasing manner. The selectivity of pair gases (CO2/N2), (CO2/CH4), and (N2/CH4) decreased with an increase in feed pressure. Furthermore, the mechanical properties analysis of the prepared membranes showed that the presence of ZnO nanoparticles in membrane structure night improve tensile module.