Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Dinari,Mortaza Sadeghi
محمد دیناری (استاد مشاور) مرتضی صادقی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mahsa Salehi
مهسا صالحی

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

The effect of cyanuric chloride and it's derivatives on gas separation properties of polysulfone membrane
In the past two decades, gas separation by polymeric membranes has been extensively developed due to their inherent advantages, such as low cost, high energy efficiency and ease of operation. However, the application of polymeric membranes is limited by the trade-off between permeability and selectivity. Recently, mixed matrix membranes (MMMs) with combined advantages of polymeric matrix and fillers have been widely attentioned to overcome this limitation. In this study, polysulfone MMMs incorporated with cyanuric chloride, melamine and 2,4,6-trihydrazino-1,3,5 triazine were prepared using the phase inversion method. The effects of fillers loading (0–2 wt.%) on the membrane characteristics were studied using scanning electron microscopy (SEM), X-Ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR); while the gas traort properties were investigated using pure gas permeation tests of N 2 , O 2 , CO 2 and CH 4 at 10 barg and 30 ? C. Formation of non-selective voids at the polymer-filler interface region was observed due to poor adhesion between polymer and filler in the case of cyanuric chloride and melamine fillers. However, Well dispersion of 2,4,6-trihydrazino-1,3,5 triazine particles in the polymer matrix was observed. The obtained gas permeation results showed that in the nano composite membrane containing 2%wt cyanuric chloride particles, the permeability of carbon dioxide, oxygen, nitrogen and methane gases increased strongly as 59.93%, 86.14%, 342.79% and 404.16%, while selectivities of CO 2 /CH 4 , CO 2 /N 2 and O 2 /N 2 decreased on average 68%, compared to pure Psf. Also, in the nanocomposite membrane containing 2%wt melamine fillers, permeability of carbon dioxide, oxygen, nitrogen and methane gases increased as 25.40%, 17.21%, 79.74% and 94.69%, while selectivities of CO 2 /CH 4 , CO 2 /N 2 and O 2 /N 2 decreased on average 36%, compared to pure Psf. The most optimum sample is the membrane with 2 wt.% of 2,4,6-trihydrazino-1,3,5 triazine loading, which exhibited improved CO 2 permeability of 38.76% and CO 2 /N 2 and CO 2 /CH 4 selectivities of 74.37% and 58.45%, respectively, compared to other samples. Keywords: Polysulfone Membrane, Cyanuric Chloride, Melamine, 2,4,6 Trihydrazino-1,3,5 Triazine, Mixed Martix Membrane, Gas Separation.
در چند دهه اخیر، جداسازی گاز با غشاهای پلیمری به دلیل مزایای ذاتی، مانند قیمت پائین، بازده انرژی بالا و سهولت عملیات به‌شدت گسترش‌یافته است. بااین‌حال، کاربرد غشاهای پلیمری به علت رابطه جانشینی بین گزینش پذیری و تراوش پذیری آن ها با محدودیت همراه است. اخیراً، غشاهای زمینه مرکب با ترکیب مزایای زمینه پلیمری و پرکننده ها برای غلبه بر این محدودیت به‌طور گسترده موردتوجه قرارگرفته‌اند. در این پژوهش، غشاهای زمینه مرکب پلی سولفون پرشده با ذرات سیانوریک کلراید، ملامین و ?,?,?-تری هیدرازینو-?,?,?- تری آزین(THDT) به روش جدایی فازی تهیه شدند. تأثیر پرکننده ها (??-?) بر خصوصیات غشاء با استفاده از آزمون های میکروسکوپ الکترون روبشی( SEM )، پراش پرتوایکس(XRD) و طیف‌سنجی انتقال فوریه مادون قرمز (FT-IR) موردمطالعه قرار گرفت و خواص انتقال گاز آن ها با استفاده از آزمون های تراوایی گاز خالص برای گازهای CO 2 ، CH 4 ، O 2 و N 2 در فشار ?? بار و دمای ?? درجه سانتی گراد بررسی شد. به علت سازگاری ضعیف پلیمر و پرکننده در غشاهای حاوی سیانوریک کلراید و ملامین، حفرات غیر انتخاب‌گر در فصل مشترک پلیمر- پرکننده ایجاد گشت. هرچند، در غشاهای حاوی ذرات ?,?,?-تری هیدرازینو-?,?,?- تری آزین ذرات به‌خوبی در بستر پلیمر پراکنده شدند. نتایج تراوایی گاز نشان می دهند که تراوایی گازهای دی‌اکسید کربن، اکسیژن، نیتروژن و متان در غشاهای نانو کامپوزیت شامل ?? وزنی سیانوریک کلراید به‌طور قابل‌ملاحظه به مقادیر???/??، ???/??، ???/??? و ???/??? در مقایسه با غشای پلی سولفون خالص افزایش پیدا می کند، درحالی‌که گزینش پذیری CO 2 /CH 4 ، CO 2 /N 2 و O 2 /N 2 به‌طور متوسط ??? کاهش می یابد. هم چنین، در غشای حاوی ?? وزنی ملامین، تراوایی گازهای دی‌اکسید کربن، اکسیژن، نیتروژن و متان به مقادیر???/??، ???/??، ???/?? و ???/?? نسبت به غشای پلی سولفون خالص افزایش می یابند، درحالی‌که، گزینش پذیری CO 2 /CH 4 ، CO 2 /N 2 و O 2 /N 2 به‌طور میانگین ??? کاهش پیدا می کند. مطلوب ترین نمونه، غشای حاوی ?? وزنی?,?, ?تری هیدرازینو-?,?,? تری آزین شناخته شد، که در مقایسه با سایر نمونه ها، نسبت به غشای پلی سولفون خالص، تراوایی گاز دی اکسید کربن را به مقدار ???/??و گزینش پذیری CO 2 /CH 4 و CO 2 /N 2 را به مقادیر ???/?? و ???/?? بهبود بخشید. واژه های کلیدی: غشای پلی سولفون، سیانوریک کلراید، ملامین، ?,?,? تری هیدرازینو-?,?,? تری آزین، غشای زمینه مرکب، جداسازی گاز.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی