اثر چارچوب های فلزی- آلی Mil-53 بر عملکرد غشا شبکه ترکیبی Pebax/Peg در جداسازی Co2/Ch4

در این مطالعه به بررسی غشاهای شبکه ترکیبی سه جزئی متشکل از pebax reg;1657، peg200 و چارچوب های mil53(al) در جداسازی گاز co2 پرداخته شد و اثرات ناشی از درصدهای وزنی متفاوت peg200 و mil53(al) در شبکه پلیمر pebax بر ساختار، تراوایی گاز و انتخاب‌پذیری غشاها مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی ساختاری، میزان بلورینگی و خواص حرارتی غشاهای ساخته شده، به ترتیب از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی (dsc) و آزمون گرماوزن سنجی (tga) استفاده شد. همچنین آزمون طیف سنجی مادون قرمز (ftir) جهت بررسی پیوندهای ایجاد شده در ساختار غشاها مورد استفاده قرار گرفت. در تصاویر میکروسکوپی، پخش مناسب ذرات در شبکه پلیمر و سطح یکپارچه غشاها قابل رویت بوده که نشان از ساختاری مناسب و تا حد امکان عاری از عیوب می باشد. نتایج آزمون‌های حرارتی حاکی از افزایش بلورینگی و دمای گذر شیشه‌ای در ازای افزودن ذرات mil53 بوده است. تراوایی گازهای خالص دی‌اکسید کربن و متان در دمای °c30 و در محدوده فشاری 2 تا bar 10در غشاهای pebax خالص، pebax/peg و pebax/peg/mof مورد اندازه‌گیری قرار گرفت. نتایج گازتراوایی نشان داد، در فشار bar 10، تراوایی گاز دی‌اکسید کربن از barrer 133.6 در غشای خالص به barrer 311.7 (به میزان 134%) در غشای حاوی 10 درصد وزنی mil53 افزایش یافت.

Effect of MIL-53 metal organic frameworks on performance of Pebax/PEG mixed matrix membrane for CO2/CH4 separation

In this study, the three phase mixed matrix membranes comprising Pebax reg;1657, PEG200 and MIL53(AL) nanoparticles were evaluated for CO2 gas separation. The effect of various PEG200 and MIL53(AL) concentration within the pebax polymeric matrix on the structure, gas permeability, and selectivity of the membranes was investigated. To study the crosssectional morphology, crystallinity and thermal properties of the synthesized membranes, scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) were utilized, respectively. Fourier transform infrared (FTIR), was also carried out to identify the formation of the chemical bonds in the membrane. SEM images demonstrated a uniform crosssection and admissible dispersion of nanoparticles. The results of the thermal analyses indicated an increase in crystallinity and Tg in presence of MIL53 particles. Permeation of pure gases (i.e., CO2, CH4) through the prepared neat Pebax reg;1657, the blended Pebax/PEG200 and the Pebax/PEG200/MIL53(AL) mixed matrix membrane was measured at the pressure of 2 ndash;10 bar and temperature of 30 °C. The results showed that at the pressure 10 bar, the CO2 gas permeation from 133.36 barrer in pure membrane increased to 311.7 barrer (134%) in a membrane containing 10%wt MIL53.