Skip to main content
SUPERVISOR
Mortaza Sadeghi
مرتضی صادقی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Elmira Tavasoli
المیرا توسلی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Effect of Hexamethylenetetramine Dicyanamide Cadmium Nanostructured particles on Gas separation properties of Polysulfone Membrane.
Membranetechnology is getting more attractiveprocessforthe oil,petrochemicalandgas industriesin comparison with otherknowntechnologiessuch asabsorptionanddistillationprocesses.This is due to the facts that the membrane processes are less expensive and energy efficient and environmental friendly. However,some membrane properties such as high selectivity and permeability limit their applications. There is, therefore, need of membrane with high permeability and selectivity, chemical mechanical and thermal stability cause development in different base membrane.In the present study, the separation of oxygen, nitrogen, methane and carbon dioxide gases by using Polysulfone/Hexamethylenetetramine Dicyanamide Cadmium (PSF-MOF*) nano composite different base membranes were investigated.All different base(PSF-MOF*)membraneswere preparedbysolventevaporationmethodusingphaseseparation.The prepared nano composite membranes were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Scanning electron microscopy (SEM) tests.The obtained characterization results revealed that the Hexamethylenetetramine Dicyanamide Cadmium nano particles were compatible with polymer matrix well and homogenously distributed in the matrix.The performances of prepared membranes in gas separation were evaluated at pressure of 10 barg and temperature of 30 ?C. The obtained results showed that in the present of Hexamethylenetetramine Dicyanamide Cadmium nano particles in polysulfone structure, the permeability of carbon dioxide, oxygen, nitrogen and methane gases decreased respectively from 6.16, 1.57, 0.49 and 0.21 Barrer in pure PSF to 5.00, 1.26, 0.29 and 0.12 Barrer in the Nano composite membrane containing 2.5%wt Hexamethylenetetramine Dicyanamide Cadmium particles. The permeability values decreased 18.84%, 24.6%, 40.81% and 42.85% respectively.Also the performances of separation of CO 2 from CH 4 , separation of CO 2 from N 2 and separation of O 2 from N 2 were increased by adding Hexamethylenetetramine Dicyanamide Cadmium nanoparticles in PSF matrix,The maximum selectivities of CO 2 /CH 4 , CO 2 /N 2 and O 2 /N 2 were measured as 41.56, 20.01 and 5.07 in the Nano composite membrane containing 2.5%wt Hexamethylenetetramine Dicyanamide Cadmium particles, respectively. Based on theseresults and as well as Robsoncurves, it is determined that themixed matrix membranewith2.5wt%HexamethylenetetraamineDicyanamideCadmium in comparison with lowercontent wasthe best procedure for separating process. Keyword: Polysulfone, Gas separation, Polysulfone Membrane, Mixed Martix Membrane, Hexamethylenetetramine Dicyanamide Particle.
فناوری غشایی در مقایسه با دیگر فناوری های شناخته شده جداسازی مانند جذب و تقطیر، فرآیندمناسبتری برای صنایع نفت و پتروشیمی و گاز است. این واقعیت به علت این است که فرآیندهای غشایی ارزانتر، با بازده بالاتر و دوستدار محیط زیست می باشند. با این وجود استفاده از غشاها به دلیل خواص گزینش پذیری و تراوش پذیری بالا محدود شده است. بنابراین نیاز به غشاهایی با مجموع خواص تراوایی بالا، انتخاب پذیری بالا و پایداری شیمیایی، مکانیکی و گرمایی بالا، توسعه غشاهای زمینه مختلط را سبب شده است. در پژوهش حاضر، جداسازی گازهای خالص اکسیژن، نیتروژن، متان و دی اکسید کربن با استفاده از غشای زمینه مختلطپلی سولفون-هگزا متیلن تترا آمین دی سیانامید کادمیوم(PSF-MOF*) مورد بررسی قرار گرفت. غشاهای زمینه مختلط پلی سولفون/ هگزا متیلن تترا آمین دی سیانامید کادمیوم توسط تبخیر حلال با استفاده ار حلال DMF از روش وارونگی فازی تهیه گردیدند. غشاهای زمینه مختلط ساخته شده توسط آزمون های FTIRوSEMمورد ارزیابی قرار گرفتند.نتایج آزمون های مشخصه یابی، بیانگر این موضوع هستندکه ذرات هگزا متیلن تترا آمین دی سیانامید کادمیوم،دارای توزیع نانومتری در کنار تجمع ذرات در بستر پلیمر می باشند. عملکرد غشاهای تهیه شده در جداسازی گازهای نامبرده در فشارهای6، 8 و 10 بار و دمای 30 درجه سانتی گراد مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که با حضور نانوذرات هگزا متیلن تترا آمین دی سیانامید کادمیوم در ساختار پلی سولفون تراوایی گازها در غشا کاهش می یابد و تراوایی گازهای دی‌اکسیدکربن، اکسیژن، نیتروژن و متان از مقادیر 16/6، 57/1، 49/0 و 21/0 بارر در پلیمر خالص پلی سولفون به ترتیب به 00/5، 26/1، 25/0 و12/0 بارر در غشا زمینه مختلط پلی سولفون/ نانوذرات هگزا متیلن تترا آمین دی سیانامید کادمیوم شامل 5/2 درصد وزنی نانوذرات هگزا متیلن تترا آمین دی سیانامید کادمیوم کاهش می‌یابد. مقادیر تراوایی به ترتیب مقادیر88/18% ، 54/19% ، 79/49% و 12/43% افت داشته اند. همچنین با افزودن نانوذراتهگزا متیلن تترا آمین دی سیانامید کادمیوم به بستر پلی‌سولفون، عملکرد جداسازی دی اکسیدکربن از متان، دی اکسیدکربن از نیتروژن و اکسیژن از نیتروژن در غشاهای حاصل به مقدار زیادی بهبود یافته است.بیشترین مقدار گزینش پذیری دی اکسیدکربن به متان 56/41 و گزینش پذیری دی‌اکسیدکربن به نیتروژن 01/20 و اکسیژن به نیتروژن 07/5 و در غشای 5/2% وزنی هگزا متیلن تترا آمین دی سیانامید کادمیوم اندازه گیری شده است. بر اساس این نتایج و همچنین منحنی های رابسون، مشخص شد که غشای زمینه مختلط با 5/2 درصد وزنی هگزا متیلن تترا آمین دی سیانامید کادمیوم نسبت به درصد های پایین تر بهترین گزینه برای فرآیند جداسازی بود. کلمات کلیدی: غشای پلی سولفون، نانو ذره هگزا متیلن تترا آمین دی سیانامید کادمیوم، غشای زمینه مختلط، جداسازی گاز

ارتقاء امنیت وب با وف بومی