بررسی اثر زیرلایه ی حمایت کننده بر عملکرد تراوش تبخیری غشاهای شبکه مرکب حمایت شده برای جداسازی آب و ایزوپروپانول

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد دهلران، ایلام

2 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان

3 اصفهان، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مهندسی شیمی

4 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

در این مطالعه غشاهای شبکه مرکب حمایت شده با پلی‌اترسولفون و پلی‌اتر سولفون سولفونه شده برای جداسازی آب از مخلوط آبی ایزوپروپانول تهیه شده‌اند. غشاهای ساخته شده شامل یک زیرلایه متخلخل از جنس پلی‌اتر‌سولفون و یک لایه‌ نازک کامپوزیتی از پلی-وینیل‌الکل و نانولوله‌های تیتانیومی می‌باشند. در واقع، به منظور ساخت لایه‌ی بالایی انتخابگر این غشاها، نانولوله‌های تیتانیومی سنتز شده به روش هیدروترمال در پلی‌وینیل‌الکل توزیع شده‌اند. همچنین برای بررسی تاثیر زیرلایه بر عملکرد جداسازی غشاها و مقاومت‌های انتقال جرم، سولفوناسیون پلی‌اترسولفون انجام گرفته است. سپس عملکرد جداسازی غشاهای تهیه شده در تراوش تبخیری خوراک آبی شامل ۹۰ درصد وزنی ایزوپروپانول در دمای ℃ ۵۰ ارزیابی شده است. نتایج دلالت داشته‌اند که ضخامت زیرلایه و خواص شیمیایی آن تاثیر بسزایی بر نتایج جداسازی داشته است. در واقع کاهش اختلاف آبدوستی بین زیرلایه و لایه‌ی بالایی غشاها، موجب تشکیل لایه-ی مرزی مشترک فاقد نقص و ایده‌آل بین دو قسمت تشکیل‌دهنده‌ی غشاها شده است. همچنین وجود گروه‌های سولفونه در لایه‌ی مرزی مشترک، تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین گروه‌های هیدروکسیل لایه‌ی بالایی و گروه‌های سولفونه‌ی لایه‌ی حمایت‌کننده و بهبود سازگاری بین لایه‌های غشاها باعث چسبندگی بیشتر این لایه‌ها شده است . در نتیجه، انتقال جرم گزینشی آب در عرض غشاهای پلی‌وینی‌ الکل شده است. همچنین نتایج بدست آمده نشان داده است که زیرلایه‌ی حمایت کننده علاوه بر تامین استحکام فیزیکی غشاها شده است بلکه یک مقاومت انتقال جرم نیز بر جداسازی آب و الکل اعمال نموده است. نتایج مشاهده شده نشان داده است که غشاهای شامل 4 درصد وزنی نانولوله که توسط زیرلایه پلی اترسولفون سولفونه شده تهیه شده اند مشخصه جداسازی 4828 و شار kg⁄(m^2 h) 29/0 را در جداسازی آب از مخلوط 90 درصدوزنی ایزوپروپانول نشان داده اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات