آرش خسروی

گاز طبیعی یکی از حامل های انرژی بی بدیل در سبد انرژی مصرف کنندگان نهایی است و براساس پیش بینی های تقاضای انرژی به دلیل مزایای مختلف از جمله آلودگی کمتر نسبت به سایر حامل های انرژی در دهه های آتی مورد توجه خواهد بود. از طرفی حذف گازهای اسیدی از جمله کربن دی اکسید (CO2) در فرآیند فرآورش گاز طبیعی از اهمیت ویژه ای برخوردار است و مواد و انرژی زیادی در فرآیندهای سنتی شیرین سازی گاز طبیعی مصرف می شود. جداسازی گاز از طریق غشاها به عنوان یک فرآیند دوستدار محیط زیست مزایای فراوانی نسبت به روش های جداسازی معمولی مانند تقطیر حرارتی و جذب دارد. پلیمر پباکس Pebax2533)) به دلیل داشتن تعاملات قطبی اکسیژن اتر با CO2 ، برای جداسازی گاز CO2 مناسب است. در این رساله، کاربرد نانوذرات سیلیکایی پوز (POSS ) و فیومدسیلیکا (FS ) در ساخت غشاهای جدید نانوکامپوزیتی بر پایه Pebax2533 برای جداسازی گاز CO2 از متان (CH4) مورد مطالعه قرار گرفت. با آنالیزهای ارزیابی ساختاری FTIR، FESEM، AFM، TGAو DTG ساختار شیمیایی، ریخت شناسی، توپولوژی و پایداری حرارتی نانوکامپوزیت های ساخته شده و برهم کنش های نانوذرات بر هم و بر پلیمر مورد ارزیابی قرار گرفتند. سنجش تراوایی و گزینش پذیری گازهای خالص CH4، CO2 و نیتروژن (N2) در فشارهای مختلف 10-4 بار انجام گرفت. نمونه های ساخته شده از پایداری حرارتی خوبی برخوردار بودند. تراوایی CO2 در اثر افزودن نانوذره POSS در فشار 4 بار از Barrer 4/103 به Barrer 194 (87 درصد رشد) رسید. تراوایی CH4 و N2 در فشار 4 بار به ترتیب از Barrer 4/25 و Barrer 92/6 به Barrer 34 و Barrer 7 رسیدند که حاکی از افزایش گزینش پذیری است. اثر نرم شوندگی با افزودن نانوذره POSS تا حدودی کنترل شد. همچنین در اثر افزودن 1 درصد وزنی نانوذره FS در فشار 4 بار، افزایش تراوایی و گزینش پذیری مشاهده شده است. بطوریکه گزینش پذیری CO2/N2 و CO2/CH4 در 1 درصد وزنی نانوذره FS نسبت به حالت خالص تقریباً 2 برابر و 5/1 برابر شده است. همچنین تراوایی CO2 در فشار 4 بار از Barrer 4/103 بهBarrer 7/122 رسیده است. در ادامه پژوهش اثر ترکیب همزمان دو نانوذره FS و POSS بر روی غشای پلیمری بررسی شد. در اثر افزودن 1 درصد وزنی نانوذره FS به نمونه حاوی 1/0 درصد وزنی POSS، تراوایی CO2 و گزینش پذیری CO2/N2 و CO2/CH4 افزایش یافتند. نتایج حاصل