Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Dinari,Ahmad Moheb
محمد دیناری (استاد مشاور) احمد محب (استاد راهنما)
 
STUDENT
Saeid Goshadrou
سعید گشادرو

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Experimental Investigation of the Effect of Polymer Molecular Weight on Permselectivity and Permeation Flux of PVA Membrane in Pervaporation Dehydration of IPA/Water Mixture
One of the most important factors affecting the performance of a pervaporation process is the type and nature of the membrane used in this process. One of the characteristics of different polymeric materials used in manufacturing these membranes which can affect the membrane properties is the molecular weight of the polymer. In the present study the effect of molecular weight of poly (vinyl alcohol) on the membrane performance in pervaporation dehydration of IPA/Water mixture was studied. For this purpose, poly (vinyl alcohol) with three different molecular weights (30000, 60000, and 145000) was used for membrane synthesis where polymer crosslinking was carried by glutaraldehyde (at three different amounts) in the presence of hydrochloric acid as catalyst. Membranes structure and other properties were characterized by different methods. To determine the membranes performance, separation tests were carried out for dehydration of 80 wt% aqueous solution of isopropanol at three different temperatures (40, 50, and 65 degree Celsius). Membrane performance was investigated by measuring permeation flux and alcohol concentration in the permeated product. According to the obtained results the membrane made with poly (vinyl alcohol) with 60000 gr/mol molecular weight, using the lowest amount of glutaraldehyde, had the highest flux equal to 0.1237 kg/m 2 .h. On the other hand the membrane made of poly (vinyl alcohol) with 145000 gr/mol molecular weight, using the highest amount of glutaraldehyde, showed highest selectivity of 4978. Both of these values were obtained at 65 o C. Investigation the degree of swelling of membranes at constant amount of crosslinking agent showed that by increasing poly (vinyl alcohol) molecular weight, which results in chain length increasing, leads to increase in crosslinking between chains. Investigating the effect of process temperature showed that both permeability and selectivity of membrane with 145000 gr/mol molecular weight increased by increasing the temperature whereas in the case other membranes made from polymers with 30000 and 60000 molecular weight the variation of permeability and selectivity with temperature were in opposite directions. Keywords: Pervaporation, Poly (vinyl alcohol), Molecular Weight, IPA/Water Mixture, Permeation, Selectivity.
یکی از عوامل مهم تاثیرگذار در عملکرد فرایند تراوش تبخیری نوع و ماهیت غشا بکار رفته در این فرایند است.یکی از ویژگی های مواد پلیمری مختلف که در ساخت این غشاها بکار می روند و می تواند بر روی خواص غشا تاثیر گذارد جرم مولکولی پلیمر است. در این پژوهش اثر جرم مولکولی پلی(وینیل الکل) بر روی عملکرد غشاهای ساخته شده با پلی(وینیل الکل) در آبگیری از ایزوپروپانول به روش تراوش تبخیری مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از پلیمر با سه جرم مولکولی متفاوت (30000، 60000 و 145000) استفاده گردید و عمل اتصال عرضی غشا با بکارگیری گلوتارآلدهید (در سه مقدار متفاوت) و در حضور هیدروکلریدریک اسید بعنوان کاتالیست صورت گرفت. غشاهای ساخته شده از لحاظ ساختاری و دیگر مشخصات با روش های مختلف مشخصه یابی گردیدند. آزمون های جداسازی برای تعیین عملکرد غشا های ساخته شده در آبگیری از ایزوپروپانول با محلول آبی 80 درصد وزنی ایزوپروپانول در سه دمای (40، 50 و 65 درجه سلسیوس) مختلف صورت گرفت و عملکرد غشا با اندازه گیری مقدار شار عبوری و غلظت الکل موجود در ماده تراوش یافته بررسی شد. نتایج حاصل از انجام آزمایش های تراوش تبخیری نشان داد که غشاهای ساخته شده از پلی (وینیل الکل) با جرم مولکولی 60000 گرم بر مول دارای بیشترین میزان عبور پذیری بودند و غشاهای ساخته شده از پلی (وینیل الکل) با جرم مولکولی 145000 گرم بر مول بیشترین میزان انتخاب پذیری را نشان دادند. بیشترین عبورپذیری برای غشای ساخته شده از پلی (وینیل الکل) با جرم مولکولی 60000 برابر kg/m 2 .h 1237/0 (در کمترین مقدار اتصال عرضی) و بیشترین انتخاب پذیری برای غشای 145000 برابر با 4978 (در بیشترین مقدار اتصال عرضی) در دمای 65 درجه سلسیوس می باشند. همچنین بررسی مقادیر درجه تورم غشاها نشان داد که در مقدار یکسان از ماده اتصال عرضی، افزایش جرم مولکولی پلی (وینیل الکل) که منجر به افزایش طول زنجیره می شود، تعداد اتصالات عرضی ایجاد شده بین زنجیره های پلیمررا افزایش می دهد. با بررسی تاثیر دما مشخص شد که با افزایش دمای خوراک به طور همزمان هر دو مشخصه شار عبوری و گزینش پذیری برای غشاهای ساخته شده از پلی (وینیل الکل) با جرم مولکولی 145000 افزایش می یابد، در صورتیکه در مورد دو جرم مولکولی دیگر تغییرات شار عبوری و گزینش پذیری با افزایش دما در خلاف جهت یکدیگر می باشند. کلمات کلیدی: تراوش تبخیری، پلی(وینیل الکل)، جرم مولکولی، مخلوط ایزوپروپانول/آب، تراوش، گزینش پذیری

ارتقاء امنیت وب با وف بومی