ساخت و ارزیابی ساختاری و عملکردی تماس دهندههای غشایی حاوی غشاهای الیاف نازک توخالی پلیپروپیلنی نانو کامپوزیتی در فرآیند جذب و دفع مخلوط گازی CO۲-CH۴
General Material Designation
[پایاننامه]
Parallel Title Proper
Preparation and structural/operational characterization of nanocomposite polypropylene hollow fiber membrane contactor in absorption/stripping of CO۲-CH۴ mixtures
First Statement of Responsibility
/پریا امیرعابدی
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی شیمی
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۷
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۳۷ص
GENERAL NOTES
Text of Note
زبان: 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
دکتری
Discipline of degree
مهندسی شیمی
Date of degree
۱۳۹۷/۱۲/۰۱
Body granting the degree
صنعتی سهند
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
تماسدهندههای غشایی گاز- مایع، روش مناسبی را برای جذب و دفعCO ۲ ارائه میدهند که مزایای قابل توجهی در مقایسه با برجهای مرسوم دارد .با این حال، خیسشدگی غشاها، عملکرد تماس-دهندههای غشایی را به شدت محدود میکند .در راستای کاهش مشکل خیسشدگی غشاها، در رساله پیش رو از نانوذرات سیلیکایی پیوند زده شده با گروه عاملی متیل(CH ۳-silica) -gبرای ساخت غشاهای پلیپروپیلنی کامپوزیتی استفاده شد .این غشاها به دو شکل مختلف، شامل غشاهای پوششدهی شده و غشاهای زمینه مختلط ساخته شدند .در این میان، روش سنتز نانوذرات برای ساخت غشاهای کامپوزیتی، روش سل- ژل در نظر گرفته شده و از طراحی آزمایش به شیوه رویه پاسخ (RSM) جهت بهینه کردن اثر پارامترهای روش سل- ژل استفاده گردید .نتایج حاصل از آزمونFTIR -ATRسنتز موفقیتآمیز غشاهای کامپوزیتی را تایید نمود .نتایج حاصل از اندازهگیری زاویه تماس نشان نیز داد که برای غشاهای پوشش-دهی شده در شرایط بهینه، نسبت مولی (MTES/TEOS) برابر با ۳/۹۵، نسبت مولی(H ۲ O/TEOS)برابر با ۸/۸۵ و غلظتNH ۴ OHبرابر با ۰/۴۵ مولار بوده و در این شرایط، اندازه زاویه تماس غشاها از ░۱۲۵ تا ░۱۶۸ افزایش یافت .برای ساخت غشاهای زمینه مختلط نیز از نانوذرات سنتز شده تحت شرایط بهینه استفاده گردید که نتایج حاکی از افزایش زاویه تماس غشاها از ░۱۲۵تا ░۱۴۵ بود .در این میان، عملکرد غشاهای پلیپروپیلنی خالص و کامپوزیتی در تماسدهندههای غشایی جهت جذب و دفع گازCO ۲ مورد ارزیابی قرار گرفت که نتایج بدست آمده قابلیت استفاده از غشاهایCH- PP۳SiO۲ پوششدهی شده و زمینه مختلط به ترتیب طی عملیات بلند مدت جذب و دفعCO ۲ در تماسدهندههای غشایی را نشان داد
Text of Note
. The performance of pure and composite PP hollow fiber membranes was evaluated for the absorption/stripping of CO2 in the membrane contactors which the obtained results confirmed the applicability of the prepared PP-CH3SiO2 coated and mixed matrix membranes in absorption and stripping of CO2 for long- term operation, respectively░ to 145 ░ . In order to fabrication of mixed matrix membranes, the synthesized NPs in the optimum conditions were used which the results showed an increase in the contact angle of membranes from 125░ to 168 ░ Gas-liquid membrane contactors provide a superior technique to absorption/stripping of CO2, which has considerable advantages compared to traditional contacting towers. However, the wetting of membranes by liquid adsorbents severely limits the application of membrane contactors. In order to reduce the wetting problem of membranes, in this thesis, methyl grafted silica nanoparticles (CH3-g-silica NPs) were used to fabricate composite polypropylene (PP) hollow fiber membranes. Composite PP hollow fiber membranes were prepared via two treatment approaches including blending the NPs with dope solution before membrane fabricating, and also coating the NPs on the surface of the prepared membrane. The sol-gel process was considered as the method of NPs synthesis for both groups of composite membranes. Furthermore, due to the fact that there are many parameters that influence the synthesis of NPs by the sol-gel process, then the design of the experiment via response surface methodology (RSM) was used to optimize the parameters of the sol-gel process. The fabricated membranes were characterized by using ATR-FTIR, XRD, FESEM, EDX, TEM, AFM, porosity, contact angle, mechanical strength and breakthrough pressure analyses. The obtained results from XRD and ATR-FTIR spectra confirmed the successful formation of the PP-CH3SiO2 composite hollow fiber membranes. The results of the contact angle measurement indicated that in the optimum conditions, the (MTES/TEOS) molar ratio, (H2O/TEOS) molar ratio and NH4OH concentration were, respectively, 3.95, 8.85 and 0.45 M and in this case, the contact angle of membranes increased from 125
ba
PARALLEL TITLE PROPER
Parallel Title
Preparation and structural/operational characterization of nanocomposite polypropylene hollow fiber membrane contactor in absorption/stripping of CO۲-CH۴ mixtures