ارزیابی ساختارهای متفاوت غشای انتقال تسهیل یافته پلی‌وینیل‌پیرولیدن در حضور نمک‎های نقره و بررسی اثرات آن در فرآیند جداسازی اتیلن از اتان

Abstract

در این تحقیق، دو نمک نقره با نام‌های نیترات نقره (AgNO3) و تترافلوروبورات نقره (AgBF4) با درصدهای وزنی مشابه در ساختار لایه فعال غشای کامپوزیت PES/PVP بارگذاری شدند و اثرات متفاوتی که در ساختار و عملکرد این غشا در جداسازی اتیلن از اتان به‌وجود آوردند مورد بررسی قرار گرفتند. تشکیل کمپلکس‌های متفاوت بین بخش‎های کاتیونی نمک‎های نقره با گروه‌های کربونیل در ساختار لایه فعال غشا توسط آزمون طیف‎سنجی تحلیل گردید. یک گروه کربونیل با انرژی پیوندهای مختلف می‌تواند کمپلکس‌های مختلفی با مولکول‌های غیر اشباع گازی مانند اتیلن برقرار سازد. لذا، کیفیت جداسازی گاز اتیلن از اتان تحت تاثیر انرژی پیوند کربونیل قرار دارد. در این بررسی، ساختار لایه فعال و همچنین پایه غشاهای تولیدی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی تصویربرداری شدند. از آزمون تراوش‌پذیری گازهای خالص و مخلوط نیز برای تایید نتایج آزمون طیف‎سنجی و ارزیابی کیفیت جداسازی غشای تولیدی استفاده گردید. نتایج آزمون طیف‎سنجی نشان دادند کاتیون‌های نمک تترافلوروبورات نقره کمپلکس قوی‌تری در ساختار پلی وینیل پیرولیدن (پلیمر سازنده لایه فعال) ایجاد می‌کنند و در غلظت‌های مشابه با نمک دیگر، تعداد بیشتری از سایت‎های فعال ساختار پلیمر را درگیر کمپلکس کرده و به نوعی توزیع مناسب‌تری در ساختار لایه فعال غشا پیدا می‌کنند. آزمون تراوش‌پذیری نشان داد نمک تترافلوروبورات نقره اثر قوی‌تری در جذب مولکول‌های اتیلن نسبت به اتان دارد و انتخاب‌گری بالاتری نیز نسبت به نمک نیترات نقره ایجاد می‌کند. بالاترین تراوش‌پذیری و انتخاب‌گری اتیلن هنگام استفاده از نمک تترافلوروبورات نقره در بیشترین غلظت مولی (50%) و در بالاترین فشار کاری اتفاق افتاد که به‌ترتیب برابر با GPU 5/9 و 43 بود که در حالت گاز مخلوط به‌دست آمده است. این پارامترها در حالت گاز خالص اعدادی بیشتر به‌ترتیب GPU 15 و 64 را به‌خود اختصاص دادند.

Keywords

• نقره
• غشای کامپوزیت
• لایه فعال
• پلی‌وینیل‌پیرولیدن
• انتقال تسهیل یافته