امکان تصفیه‌ گازها به کمک غشای نانوساختار

به گزارش خبرنگار خبرگزاری صدا و سیما؛ امروزه جداسازی گازها به یکی از دغدغه‌های اصلی برای محیط‌زیست و صنایع مختلف تبدیل شده است. 

یکی از مقرون ‌به‌صرفه ترین فرایندهای جداسازی گازها، فرایندهای غشایی است ولی میزان بازده و انتخاب پذیری غشاها یکی از مسائل مهم در فرایندهای غشایی است که نیازمند دستیابی به سیستم‌های جدید دارد.

محقق جوان دانشگاه تهران گفت: در این کار تحقیقاتی سعی شده است غشاهایی جدید با بازدهی بالاتر برای جداسازی گازها تهیه شود.

الهه احمدی فیجانی افزود: امروزه با توجه به تنوع کاربری غشاهای پلیمری، تهیه‌ غشاهای جداسازی گاز با انتخاب خلاقانه اجزا از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، ماتریس پلیمری پلی وینیلیدین فلوراید (PVDF) به دلیل ویژگی‌های ذاتی این پلیمر در سازگاری بهتر با دیگر اجزای فرمولاسیون انتخاب شده است، با بهره‌گیری از نانوذرات اکسید فلزی گستره‌ وسیعی از غشاهای مناسب جهت جداسازی مخلوط‌های گازی مختلف تهیه شده است.

وی درباره نتایج این طرح گفت: با دستیابی به روشی بهینه جهت اصلاح شیمیایی پلیمر پلی وینیلیدین فلوراید، امکان دست‌یابی به غشای پلیمری بر پایه‌ی چهارچوب‌های آلی- فلزی آمین دار با کارایی بالا جهت جداسازی مخلوط ‌های گازی از جمله گاز متان / دی‌اکسید کربن(CO2/CH4) میسر شد. 

احمدی درباره‌ مراحل ساخت غشای نانوساختار افزود: پس از انتخاب پلیمر پلی وینیلیدین فلوراید به ‌عنوان پایه‌ پلیمری، اصلاح شیمیایی و آنالیز دقیق پلیمر پلی وینیلیدین فلوراید از طریق واکنش شیمیایی در محیط بازی انجام شد، سپس سنتز و اصلاح شیمیائی چارچوب‌های آلی- فلزی نانوساختار در حلال مورد استفاده به‌وسیله‌ روش التراسونیک انجام شده و پلیمر اصلی طی چند مرحله به این مخلوط اضافه و به‌خوبی حل شد تا مخلوط یکنواخت به دست آمد.

وی ادامه داد: نهایتاً بعد از گاز زدایی، مخلوط حاصله بر روی یک صفحه‌ شیشه‌ای با ضخامت معین فیلم غشا تشکیل شد و غشاهای نانوساختار سنتز شده به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC)، آزمون پراش اشعه‌ ایکس (XRD)، آنالیز وزنی حرارتی (TGA) مورد آنالیز و بررسی قرار گرفت، همچنین نفوذپذیری گازهای خالص غشاهای تهیه‌ شده با استفاده از روش فشار متغیر/ حجم ثابت ارزیابی شد.

دکتر حسین مهدوی و دکتر احمد توسلی اعضای هیأت علمی دانشگاه تهران و الهه احمدی فیجانی دانشجوی مقطع دکترای این دانشگاه در انجام این طرح همکاری داشته‌اند. 

نتایج این کار در مجله Industrial & Engineering Chemistry Research (جلد 54، سال 2015، صفحات 12124 تا 12134) به چاپ رسیده است.