سنتز لایه غشایی سیلیکایی دوپهشده با کبالت بر روی پایههای نانوساختار سرامیکی با استفاده از زایروژل سیلیکایی
General Material Designation
[پایاننامه]
Parallel Title Proper
Synthesis of Co-doped silica membrane layer on nanostructure ceramic supports using silica xerogel
First Statement of Responsibility
/مسعود مجیدی بیرق
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی شیمی
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۶
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۸۵ص
GENERAL NOTES
Text of Note
زبان: فارسی
Text of Note
زبان چکیده: فارسی
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
NOTES PERTAINING TO PHYSICAL DESCRIPTION
Text of Note
مصور، جدول، نمودار
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی شیمی - فرایندهای جداسازی
Date of degree
۱۳۹۶/۱۱/۰۱
Body granting the degree
صنعتی سهند
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
هلیم از مهمترین مواد مورد استفاده در دستگاههای پزشکی و ماده اولیه برای فناوریهای مدرن میباشد .امروزه جداسازی و تولید هلیم از گاز طبیعی توسط فرایند تقطیر برودتی انجام میگیرد .اما به دلیل هزینهبر بودن فرایندهای متعارف امروزی برای چگالش حجم زیادی گاز و دستیابی به مقدار اندک هلیم موجود در گاز طبیعی، همواره محققان در پی روشی نوین جهت تولید این گاز ارزشمند بودهاند .در همین راستا، فناوری غشایی به دلیل دارا بودن مزایای قابلتوجهی از قبیل سادگی عملیاتی، مصرف پایین انرژی، هزینههای پایینتر، سازگاری با محیط زیست و همچنین عدم نیاز به تغییر فاز، مورد توجه قرار گرفته است .در بین غشاهای مورد استفاده در این زمینه، غشاهای سیلیکایی به علت پایداری حرارتی، شیمیایی و مکانیکی بالا و عملکرد منحصربفرد در جداسازی گاز هلیم، گزینه بالقوه مناسبی جهت استفاده در فرایند غشایی هستند .مشکل عمده این غشاها، ناپایداری در اتمسفرهای مرطوب میباشد .دوپهکردن فلزات درون ساختار آمورف سیلیکا روشی است که جهت بهبود غشاهای سیلیکایی از نظر عملکردی و همینطور افزایش پایداری هیدروترمال آنها گزینه مناسبی میباشد .برای تهیه غشاهای سیلیکایی دوپهشده با کبالت ابتدا پایههای نگهدارنده توسط پوششدهی لایههای گاما-آلومینا بعنوان لایههای میانی، اصلاح سطح گردیدند و آنالیزها و ارزیابیهای مختلف نشان از رسیدن این پایهها به اندازه حفرات نانومتری مناسب برای پوششدهی لایههای غشایی میباشد .در ادامه زایروژلهای سیلیکایی و سیلیکایی دوپهشده با کبالت سنتز و ارزیابی گردیدند .سپس دو روش برای سنتز غشای سیلیکایی دوپهشده با کبالت در پیش گرفته شد، در حالت اول چهار لایه سیلیکا-کبالت بر روی پایههای مذکور پوششدهی گردید که تصاویر SEM نشانگر ایجاد ترک در سطح غشا بود، علت این ترک میتواند تجمع ذرات اکسید کبالت در نواحی با ضخامت پایین از لایه میانی باشد که منجر به جدا شدن لایه رویی در آن نواحی گردیده است .لذا تصمیم بر این شد که در حالت دوم، افزون بر افزایش تعداد لایههای گاما-آلومینا از دو به چهار، پیش از پوششدهی لایههای سیلیکا-کبالت چند لایه سیلیکای خالص نیز پوششدهی گردد، غشای حاصل طبق این روش متشکل از چهار لایه گاما-آلومینا، سه لایه سیلیکا و دو لایه سیلیکا-کبالت گردید .نتایج SEM نشان از تشکیل مناسب لایههای غشایی و ضخامت نانومتری لایههای سیلیکایی و سیلیکایی دوپهشده با کبالت دارد .نتایج آزمونهای عبوردهی در دمای محیط و دماهای بالا با قطعیت دلالت بر حاکمبودن مکانیسم غربال مولکولی و خاصیت انتقال فعال در دماهای بالا برای عبور گازها از غشای حاصل دارد .انتخابگری هلیم به متان از دمای ░ C۲۰۰ تا ░ C۴۰۰، از عدد ۱۲ به عدد ۲۵ افزایش یافت .از اینرو سنتز غشای سیلیکایی دوپهشده با کبالت به روش استفاده از زیرلایههای فعال-شده سیلیکایی و با استفاده از روش ارائهشده برای سنتز زایروژل سیلیکایی در مراجع، موفقیتآمیز بوده و منجر به عملکرد مناسبی در جداسازی هلیم از متان گردیده است.
PARALLEL TITLE PROPER
Parallel Title
Synthesis of Co-doped silica membrane layer on nanostructure ceramic supports using silica xerogel
TOPICAL NAME USED AS SUBJECT
غشای نانوساختار سیلیکایی
سل-ژل
سیلیکای دوپهشده با کبالت
زایروژل سیلیکایی
UNCONTROLLED SUBJECT TERMS
Subject Term
غشای نانوساختار سیلیکایی، سل-ژل، سیلیکای دوپهشده با کبالت، زایروژل سیلیکایی