آرش خسروی

گاز طبیعی یکی از مهمترین منابع اولیه انرژی است. مخازن گازی بزرگی در دهههای اخیر کشف شدهاند و امید به کشف مخازن گازی بیشتر، بسیار روشن است. از طرفی گاز طبیعی ممکن است مقداری ناخالصی شامل دی اکسید کربن، هیدروژن سولفید، بخار آب و... به همراه خود داشته باشد. در این رساله کارایی پلیمر 1657Pebax® در ترکیب با نانوذرات GO-2SiO در ساخت غشاهای جدید نانوکامپوزیت لایه نازک بر روی زیرلایه PEI برای جداسازی بخارآب از گاز 2N به عنوان الگویی از گاز طبیعی مورد مطالعه قرار گرفت. بارگزاری نانوذرات به صورت ترکیب دو نانوذره از % 0 - % 5 / 0 - % 1 بوده و لایه نشانی بر روی زیر لایه متخلخل PEI به روش غوطهوری انجام گرفته است. با استفاده از آزمونهای توصیفی FTIR ، SEM ، CA ، AFM و TGA ساختار شیمیایی، ریختشناسی، توپولوژی و پایداری حرارتی نانوکامپوزیتهای ساختهشده و برهمکنشهای نانوذرات بر هم و بر پلیمر مورد ارزیابی قرار گرفتند. نمونههای ساخته شده از پایداری حرارتی خوبی برخوردار بودند. زاویه تماس غشا زیر لایه از 77 به 19 درجه کاهش یافت و سطحی به شدت آب دوست را ایجاد کرد. سنجش تراوایی گاز نیتروژن ) 2N ( در فشارهای مختلف 2 تا 10 بار انجام گرفت. کارایی غشاها در اثر افزودن نانوذرات GO-2SiO در فشار 2 تا 6 بار مورد ارزیابی انجام گرفت. تراوایی بخار آب و 2N برای غشای 5 / 0 - 5 / 0MP در فشار 6 - 2 باردر رطوبت نسبی % 70 به ترتیب از 4 / 158 GPU و 23 / 0 GPU به 73 / 969 GPU و 39 / 31 GPU رسیدند. همچنین در اثر افزودن 5 / 0 درصد وزنی نانوذرات GO به نمونه حاوی 5 / 0 درصد وزنی 2SiO ، تراوایی و گزینشپذیری بخارآب/ 2N افزایش یافت. گزینشپذیری بخارآب / 2N برای غشای 5 / 0 - 5 / 0MP در فشار 6 - 2 باردر رطوبت نسبی % 70 ، 679 میباشد. با افزودن ترکیب نانوذرات تا 1 درصد وزنی، 5 / 0 درصد وزنی افزایش گزینشپذیری مشاهده شدهاست. بطورکلی، تراوایی و گزینشپذیری بخارآب/ 2N نسبت به حالت خالص در دامنه 4 تا 8 برابر افزایش یافته است. نتایج استفاده از گاز جاروب نشان داد، که افزایش گاز جاروب تاثیر قابل توجهی بر افزایش گزینشپذیری غشا دارد، که این به دلیل اثر گاز جاروب در کاهش گرادیان غلظت در داخل و خارج غشا است. تغیرات دبی جریان گاز ورودی نشان دهنده افزایش گزینشپذیری و کاهش تراوایی نیتروژن به دلیل کاهش زمان ماند در غشا است. بررسی کارایی طو