بررسی اثر دما در ساخت غشاء مرکب با رشد نانوذره‌های چارچوب زئولیتی ایمیدازول-8 به روش نهشت بخار شیمیایی

الموضوعات :

حسین حسن نیا گلسفید ¹ , امید علیزاده ² , فاطره درستی ³

1 - دانشجو دکتری گروه شیمی و مهندسی شیمی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران.
2 - استادیار گروه شیمی و مهندسی شیمی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران.
3 - استادیار گروه شیمی و مهندسی شیمی، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران.

تاريخ الإرسال : 02 الثلاثاء , محرم, 1443 تاريخ التأكيد : 13 الخميس , ربيع الثاني, 1443 تاريخ الإصدار : 28 الثلاثاء , ربيع الثاني, 1444

الکلمات المفتاحية: کربن دی‌اکسید, نهشت بخار شیمیایی, چارچوب زئولیتی ایمیدازول-8, پلی‌اتر‌ایمید,

ملخص المقالة :

در این پژوهش، غشاهای پلی اتر ایمید با روش وارونگی فاز خشک/تر با غیرحلال آب ساخته شدند. اثر دمای صفحه فیلم کشی بر ساختار غشاء و مقدار جداسازی کربن دی اکسید از متان بررسی شد. سپس، روی غشاء با بالاترین تراوایی کربن دی اکسید، بلور چارچوب زئولیتی ایمیدازول-8 با روش نهشت بخار شیمیایی بین کمپلکس های روی و بخار 2-متیل ایمیدازول تولید شد و غشاء مرکب به دست آمد. اثر دمای نهشت بر تشکیل چارچوب زئولیتی ایمیدازول-8، ریخت غشاء مرکب و مقدار جداسازی کربن دی اکسید از متان بررسی شد. نتیجه ها نشان داد، افزایش دمای صفحه فیلم کشی موجب افزایش تراوایی کربن دی اکسید، ایجاد ساختار انگشتی، کاهش ضخامت لایه گزینش پذیر و قطر حفره های متخلخل سطحی غشاء پلی اتر ایمید شد. ویژگی های فیزیکی و شیمیایی غشاهای بسپار و مرکب تولیدشده با روش های شناسایی مواد مشخص شدند. تصاویر به دست آمده از میکروسکوپ الکترونی و پراش پرتو ایکس نشان داد چارچوب زئولیتی ایمیدازول-8 بر سطح گزینش پذیر غشاء پلی اتر ایمید در °C50 به خوبی رشد کرده است. غشاهای مرکبی که سطح گزینش پذیر آن ها (چارچوب زئولیتی ایمیدازول-8) از روش نهشت بخار شیمیایی اتمسفری در دماهای 40، 50 و °C 70 ساخته شدند، نسبت به غشاء پلی اتر ایمید بین 2۱ تا 78 درصد گزینش پذیری بیشتری داشتند. گزینش پذیری و تراوایی گاز کربن دی اکسید و متان غشایی که دمای نهشت بخار شیمیایی آن °C 100 بود به شدت کاهش یافت. با افزایش دما به °C 130 ساختار غشاء بسپار تخریب شد.

المصادر:

[1] Ahmad, A.L.; Olatunji, S.Y.; Jawad, Z.A.; J. Phy. Sci. 28, 201-213, 2017.

[2] Ren, J.; Zhou, J.; Deng, M.; Sep. Purif. Technol. 74, 119-129, 2010.

[3] Barankova, E.; PhD Thesis, King Abdullah University of Science and Technology, 2017.

[4] Dai, Y.; Johnson, J.R.; Karvan, O.; Sholl, D.S.; Koros, W.J.; J. Membr. Sci. 401-402, 76-82, 2012.

[5] Eiras, D.; Labreche, Y.; Pessan, L.A.; Mater. Res. 19, 220-228, 2016.

[6] Vega, J.; Andrio, A.; Lemus, A.A.; Diaz, J.A.I.; del Castillo, L.F.; Gavara, R.; Compan, V.; Sep. Purif. Technol. 212, 474-482, 2019.

[7] Li, W.; Su, P.; Li, Zh.; Xu, Z.; Wang, F.; Ou, H.; Zhang, J.; Zhang, G.; Zeng, E.; Nat. Commun. 8, 406-414, 2017.

[8] Fauzan, N.A.B.; Mannan, H.A.; Nasir, R.; Mohshim, D.F.B.; Mukhtar, H.; Chem. Eng. Technol. 42, 1-14, 2019.

[9] Kim, S.-G.; Lee, K.-H.; Curr. Appl. Phys. 9, e51-e55, 2009.

[10] Su, P.; Li, W.; Zhang, C.; Meng, Q.; Shen, Ch.; Zhang, G.; J. Mater. Chem. A 3, 20345-20351, 2015.

[11] Dorosti, F.; Alizadehdakhel, A.; Chem. Eng. Res. Des. 136, 119-128, 2018.

[12] Ali, A.S.M.; Fadl, E.A.; Soliman, M.M.; Kandil, Sh.H.; Desalin. Water Treat. 174, 63-70, 2020.

[13] Zadhoush, A.; Hosseini, S.S.; Mousavi, S.M.; Iran J. Polym. Sci. Technol. 28, 351-371, 2015.

[14] Stassen, I.; Styles, M.; Grenci, G.; Gorp, H.V.; Vanderlinden, W.; Feyter, S.D.; Falcaro, P.; Vos, D.D.; Vereecken, Ph.; Ameloot, R.; Nat. Mater. 15, 304-310, 2015.

[15] Tsai, Ch.-W.; Langner, E.H.G.; Microporous Mesoporous Mater. 221, 8-13, 2016.

[16] Larasati, Z.S.; Wijiyanti, R.; Karim, Z.A.; Ismail, A.F.; Widiastuti, N.; IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng. 546, 042020, 2019.

[17] Ma, Y.Y.; Liu, M.; Wang, J.T.; Zhu, B.; Li, Y.F.; Chinese J. Polym. Sci. 39, 355–364, 2020.

[18] Beh, J.J.; Lim, J.K.; Ng, E.P.; Ooi, B.S.; Mater. Chem. Phys. 216, 393-401, 2018.

[19] Isaeva, V.I.; Barkova, M.I.; Kustov, L.M.; Syrtsova, D.A., Efimova, E.A., Teplyakov, V.V.; J. Mater. Chem. A 3, 7469-7476, 2015.

[20] Cacho-Bailo, F.; Seoane, B.; Téllez, C.; Coronas, J.; J. Membr. Sci. 464, 119-126, 2014.

[21] Vu, D.Q.; Koros, W.J.; Miller, S.J.; J. Membr. Sci. 211, 311-334, 2003.