سید رضا نبوی

در این پژوهش با هدف بهبود بخشیدن جداسازی گاز CO2، غشاهای ماتریس مختلط(MMM) سه‌تایی از پلیمر پلی اتر بلاک آمید (Pebax) تهیه شد. با استفاده از پرکننده‌های لایه‌ای، متخلخل و غیرمتخلخل شامل نانوذرات پرلیت منبسط شده (Expr)، همراه زغال زیستی فعال شده (BC) و مکسین (Mxene)، کامپوزیت‌های مختلف آماده‌سازی شد. ابتدا برای تهیه غشای ماتریس مختلط NaExpr،Expr مورد اصلاح شیمیایی قلیایی قرار گرفت. به منظور افزایش انتخاب‌پذیری غشاء و جداسازی CO2، کامپوزیت‌های NaExpr/BC و Mxene/BC با نسبت‌های وزنی 1: 6/0، در ماتریس پلیمر تهیه شدند. ریخت شناسی و ساختار غشاهای ساخته شده به وسیله‌ی آزمون‌های Ft-IR،XRD ،XRF ، FESEM-Cross Section، EDS MAP، جذب و واجذب نیتروژن، زاویه تماس و خواص مکانیکی مشخصه‌یابی شدند. آزمایش‌های نفوذ گازها (N2 و CO2) از طریق غشاهای آماده شده در دمای 50℃ و فشار2 اتمسفر انجام شد. مطابق با نتایج نفوذ، MMMهای سه‌تایی عملکرد بهینه جداسازی CO2 را در مقایسه با غشای پلیمری Pebax نشان دادند. به‌علاوه، MMMهای بهینه ‌شده با 5 درصدوزنی NaExpr و NaExpr/BC و 2 درصد وزنی Mxene/BC نانوذرات، نفوذپذیری CO2 به ترتیب 192، 519 و barrer 245 بدست آمد و هم‌چنین گزینش‌پذیری برای گاز CO2 نسبت به گاز N2 در غشاهای نام برده به ترتیب برابر با 40%، 60% و 5/72% محاسبه شد. بر اساس این نتایج، عملکرد غشاهای نانوکامپوزیتی در حدود 50% نسبت به غشای پلیمری Pebax بهبود داشته که این نشان از قابلیت مطلوب آن‌ها برای جداسازی و پاکسازی جریانات گازی آلوده به مقادیر زیاد CO2 می‌باشد.