جداسازی گازی با استفاده از غشاهای ماتریس آمیخته حاوی نانوذرات سیلیکا عامل‌دار شده

هدف اصلی این مقاله بررسی تاثیر عامل‌دار کردن نانوذرات سیلیکا بر خواص ساختاری و عملکرد جداسازی گازی غشاهای ماتریس آمیخته بر پایه پلی (اتر-بلوک-آمید) حاوی نانوذرات سیلیکا می‌باشد. بدین منظور ابتدا نانوذرات سیلیکا با گروه‌های عاملی کربوکسیلی اصلاح شده و از آنها برای ساخت غشاهای ماتریس آمیخته استفاده شد. غشاهای حاصل با استفاده از آزمون‌هایxrd ، dsc،ftir ، sem و آزمون تراوش گازی بررسی و تحلیل شدند. نتایج نشان داد که اصلاح شیمیایی نانوذرات سیلیکا و ترکیب گروه‌های کربوکسیلی بر روی سطح آن یک تعامل قوی با ماتریس پلیمر داشته و باعث بهبود توزیع پرکننده در ماتریس غشاء می‌شود. مشاهده شد که بارگذاری 4 درصد وزنی نانوذره سیلیکا عامل‌دار شده با گروه‌های کربوکسیلی در ماتریس پلیمری باعث افزایش تراوایی در فشارهای مختلف می‌شود. غشای دارای 4 درصد نانوذرات سیلیکا اصلاح شده دارای تراوایی co2، o2 و n2 بترتیب برابر 43.1، 2.8 و 0.42 برر و گزینش‌پذیری o2/n2 (6.71) و co2/n2 (103.3) در فشار 3 بار بود.

gas separation using mixed matrix membranes containing functionalized silica nanoparticles

the main goal of this study is to investigate the influence of functionalization of silica nanoparticles on the structural properties and gas separation performance of the poly (ether-block-amide) based mixed matrix membranes containing silica nanoparticles. for this purpose, first silica nanoparticles were modified by carboxylic functional groups and used for the preparation of mixed matrix membranes. the prepared membranes were analyzed using the xrd, dsc, ftir, sem and gas permeation tests. the results showed that the chemical modification of silica nanoparticles and the incorporating of carboxyl groups on its surface had a strong interaction with the polymer matrix and improved the filler distribution in the membrane matrix. it was observed that by loading 4%wt of silica nanoparticles functionalized with carboxyl groups in the polymer matrix increases the gas permeability at different pressures. the membranes containing 4%wt modified silica nanoparticles had the permeability of co2, o2 and n2 equal 43.1, 2.8 and 0.42 barrer, respectively, and the selectivity of o2/n2 (6.71) and co2/n2 (103.3) at the pressure of 3 bar.