جداسازي تيوفن از مخلوط تيوفن/نرمال هپتان با استفاده از كمپوزيت با لايه فعال پلي وينيل پيروليدون/پلي اتلين گليكول بر پايه غشاي پلي اتر سولفون

Separation of thiophene from thiophene/n-heptane mixture by using composite membranes with active layer of PVP/PEG on PES support membrane

غشاهاي كمپوزيت با لايه فعال مخلوط پلي‌وينيل پيروليدون و پلي‌اتلين گليكول (PVP/PEG) با نسبت‌هاي جرمي متفاوت از اين دو پليمر بر پايه لايه پشتيبان متخلخل پلي اتر سولفون (PES) ساخته و در فرايند تبخير نفوذي براي حذف تيوفن از مخلوط آن با نرمال هپتان به كار برده شدند. لايه‌هاي پشتيبان PES با تخلخل بسيار بالا از طريق روش ليووب- سوريراجان و با استفاده از افزودني PVP در محلول ريخته‌گري ساخته شدند. مشخصه‌هاي غشاهاي ساخته شده با آزمون تورم و نيز تصويربرداري SEM و AFM مورد بررسي قرار گرفتند. به دليل تشكيل پيوند هيدروژني ميان گروه كربونيل PVP و گروه هيدروكسيل PEG، و بين گروه‌هاي متفاوت در زنجيره پليمر PEG، تركيب ايجاد شده در گستره 41-31 درصد وزني PEG ويژگي‌هاي منحصر به فردي را از خود نشان مي‌دهد. تاثيرات عوامل فرايندي شامل غلظت و دماي خوراك، مقدار PEG در بستر غشا ، و تاثير قطبش غلظتي در عملكرد فرايند تبخير نفوذي بررسي شدند. نتيجه‌ها بيانگر آن است كه غشاهاي تركيبي PVP/PEG براي حذف تيوفن در فرايند تبخير نفوذي از لحاظ شاخص‌ جداسازي و نيز شار عبوري نسبت به غشاهاي استفاده شده پيشين عملكرد مناسب تري دارند. مطالعات بيشتر در رابطه با غشاهاي تركيبي PVP/PEG مي‌تواند اين غشاها را به عنوان انتخاب مناسبي براي گوگردزدايي با استفاده از فرايند تبخير نفوذي معرفي كند.

Composite membranes with active layer of polyvinyl pyrrolidone/polyethylene glycol (PEG/PVP) blend with various mass ratios were manufactured on polyether solfune (PES) support layers and were applied in a pervaporative process for removal of thiophene from its mixture with normal heptane. The high-porous PES support membranes were prepared by Leob-Surirajan phase inversion technique, and their porosities were improved by adding hydrophilic additive of PVP to the polymer solution. The manufactured membranes were characterized using swelling test, SEM, and AFM imaging. The novel composite membranes exhibited unique features due to hydrogen bonding between the carbonyl groups of PVP and the hydroxyl groups of PEG as well as between the sections in the PEG structure in the range of 31-41 wt% PEG. The performances of the membranes under various operating conditions such as temperature, thiophene concentration, and PEG content in the active layer were investigated. The results indicates that the PVP/PEG composite membranes have superior performances over previously manufactured membrane for removal of thiophene in terms of enrichment factor and permeate flux. Further studies on PVP/ PEG composite membranes can provide helpful suggestions for pervaporative desulfurization of the refinery products.