غشای ماتریس ترکیبی پلی‌(4-متیل-1-پنتین) پرشده با ذرات mil 53 و کاربرد آن در جداسازی مخلوط کربن دی‌اکسید و نیتروژن

دراین پژوهش، عملکرد غشای ماتریس ترکیبی پلی‌(4- متیل-1-پنتین) حاوی ذرات mil 53 در جداسازی کربن دی‌اکسید از نیتروژن بررسی شده است. ذرات mil 53 با مقادیر وزنی 10، 20 و %30 به ماتریس پلیمری اضافه شدند. همچنین، قابلیت جذب گازهای co2 و n2 به‌وسیله ذرات mil 53 بررسی و داده­‌های جذب به‌کمک معادله لانگمیر ارزیابی شدند. ساختار و خواص گرمایی و مکانیکی غشاهای حاصل با روش­‌های ft-ir، sem، tga و آزمون کشش ارزیابی شد. همچنین، خواص گازتراوایی غشاهای حاصل به‌کمک گازهای خالص co2 و n2 سنجیده شد. افزون بر این، برای درک دقیق‌تر خواص تراوایی غشاها ضرایب نفوذ و انحلال‌پذیری گازها در غشای پلیمری و غشاهای ماتریس ترکیبی محاسبه شد. نتایج tga حاکی از بهبود دمای تخریب غشاهای ماتریس ترکیبی است، به‌طوری که دمای تخریب غشای حاوی %30 وزنی از ذرات mil 53 به 348?c افزایش یافت. نتایج sem نیز پخش نسبتاً یکنواخت ذرات در ماتریس پلیمری غشاها را به همراه فصل مشترک مناسب پلیمر-ذره نشان دادند. نتایج گازتراوایی نشان داد، تراوایی هر دو گاز (به‌ویژه co2) با افزایش درصد وزنی ذرات در غشا، افزایش یافت، به‌طوری که تراوایی co2 از 98/74barrer در غشای پلیمری به 217/65barrer در غشای حاوی %30 وزنی از ذرات افزایش یافت. همچنین، محاسبه گزینش‌پذیری گازها حاکی از افزایش گزینش‌پذیری co2/n2 از 16/66 به 22/70 بوده است. در نهایت، عملکرد غشاهای ماتریس ترکیبی با حد رابسون در جداسازی co2/n2 مقایسه و نتایج بیانگر غلبه عملکرد غشای ماتریس ترکیبی حاوی %30 وزنی از ذرات mil 53 بر حد رابسون بوده است.