مقایسه عملکرد غشاهای الیاف میان تهی pvdf و pvdf-ctfe برای جذب گاز کربن دی اکسید

دو نوع غشای الیاف میان تهی پلی وینیلیدن فلوراید و پلی وینیلیدین فلوئورید-کلروتری فلوئورو اتیلن به روش جدایش فازی تر ساخته شد و  عملکرد آن‌ها برای جذب گاز دی اکسید کربن با استفاده از محلول 1 مولار مونو اتانول آمین در سامانه تماس‌دهنده غشایی گاز-مایع مقایسه شد. هر دو نوع ساخته شده دارای یک ساختار اسفنجی شکل در نزدیکی سطح درونی غشا و یک ساختار انگشتی شکل در نزدیکی سطح بیرونی غشا می‌باشند با این تفاوت که ضخامت ساختار اسفنجی شکل و متراکم غشای الیاف میان تهی پلی وینیلیدین فلوئورید-کلروتری فلوئورو اتیلن از غشای الیاف میان تهی پلی وینیلیدین فلوئورید بیش‌تر است. تخلخل کل غشاهای پلی وینیلیدین فلوئورید و پلی وینیلیدین فلوئورید-کلروتری فلوئورو اتیلن به ترتیب 75.49 و %69.51 اندازه‌گیری شد. فشار بحرانی ورود آب به روزنه های غشای الیاف میان تهی پلی وینیلیدین فلوئورید-کلروتری فلوئورواتیلن 9.5 بار و فشار بحرانی ورود آب به روزنه های غشای الیاف میان تهی پلی وینیلیدین فلوئورید 7 بار می‌باشد. زاویه تماس آب با سطح غشای الیاف میان تهی پلی وینیلیدین فلوئورید-کلروتری فلوئورو اتیلن از غشای الیاف میان تهی پلی وینیلیدین فلوئورید بیش‌تر است که بیانگر آبگریزی بیش‌تر این غشا می‌باشد. بیشینه شار جذب گاز کربن دی اکسید  3-^10×7.2 و mol/m2s 10^-3×4.4 به ترتیب برای غشای الیاف میان تهی پلی وینیلیدین فلوئورید و پلی وینیلیدین فلوئورید-کلروتری فلوئورو اتیلن در شدت جریان جاذب ml/min 300 به دست آمد. از نتیجه‌های آزمایش جذب طولانی مدت گاز کربن دی اکسید  دیده شد که شار جذب گاز کربن دی اکسید  غشای پلی وینیلیدین فلوئورید 20 ساعت پس از آغاز فرایند با حدود % 85 کاهش بهmol/m^2s4- ^10×6.6 رسید.  شار جذب گاز کربن دی اکسید  غشای پلی وینیلیدین فلوئورید-کلروتری فلوئورواتیلن  70 ساعت پس از آغاز  فرایند با حدود % 15 کاهش به mol/m^2s 10^-4×8.5 رسید.

comparison of carbon dioxide absorption of pvdf and pvdf-ctfe hollow fiber membranes

polyvinylidene fluoride (pvdf) and poly(vinylidene fluoride--chlorotrifluoroethylene) (pvdf-ctfe) hollow fiber membranes were fabricated via a wet phase-inversion method and the fabricated membranes were used for co2 absorption with 1 m monoethanolamine solution in a gas-liquid membrane contactor system. both types of hollow fiber membranes have a sponge-like structure close to the inner surface of the membrane and a finger-like structure close to the outer surface of the membrane but, the sponge-like structure of pvdf-ctfe membrane is thicker than pvdf membrane. the overall porosity of pvdf and pvdf-ctfe membranes were measured as 75.49 % and 69.51%, respectively. the critical entry pressure of water (cepw) of pvdf-ctfe membrane is 9.5 bar and cepw of pvdf membrane is 7 bar. the contact angle of water with pvdf-ctfe hollow fiber membrane surface is higher than pvdf membrane, which indicates higher hydrophobicity of this membrane. the maximum co2 absorption flux of 7.20×10-3 (mol m-2 s-1) and 4.4×10-3 (mol m-2 s-1) at the liquid phase flow rate of 300 (ml min-1) was achieved for pvdf and pvdf-ctfe hollow fiber membranes, respectively. the results of the long-term co2 absorption experiment showed that the co2 absorption flux of pvdf membrane decreased by about 85% and reached 6.6×10-3 (mol m-2 s-1), 20 h after the beginning of the process. the co2 absorption flux of pvdf-ctfe membrane decreased by about 15% and reached 8.8×10-3 (mol/m2.s), 70 h after the beginning of the process.