مروری بر اصلاح غشاهای زئولیتی با روش غوطه‌وری در محلول بسپاری: بهبود عملکرد جداسازی دی‌اکسیدکربن

Abstract

در این مقالۀ مروری ضرورت جداسازی گاز دی‌اکسیدکربن بیان و روش ­های جداسازی آن معرفی شده‌است. فناوری غشایی به‌عنوان روش مناسب در جداسازی دی‌اکسیدکربن مطرح است. از میان غشاها، غشاهای زئولیتی SSZ-13، Si-CHA، SAPO-34 و DD3R بهترین عملکرد را در جداسازی دی‌اکسیدکربن دارند. در این بین غشای DD3R بهترین هدف برای تحقیقات آتی است؛ ولی تشکیل حفره‌های غیرزئولیتی در غشاهای زئولیتی باعث کاهش عملکرد می­ شود. روش­ های رسوب ترکیبات کربن دار و ایجاد کک، استفاده‌از عامل­ های جفت­ شوندۀ سیلانی، رسوب شیمیایی در فاز بخار، رسوب شیمیایی در فاز مایع و غوطه ­وری مهم‌ترین روش های اصلاح غشاهای زئولیتی هستند. روش غوطه‌وری به‌علت سادگی فرایند و قابلیت استفاده برای طیف گسترده ­ای از مواد، روش مؤثری در اصلاح سطح است. از بین مواد مختلف مورد استفاده برای انجام عملیات اصلاح، بسپارها به‌دلیل فرایند­پذیری مطلوب، عملکرد مناسبی داشته ­اند. از بین بسپارها، پلی‌دی‌متیل سیلوکسان (PDMS) عملکرد بهتری در اصلاح لایه ­های زئولیتی نشان داده و توانسته عملکرد غشای زئولیتی DD3R را به‌طور چشم‌گیری افزایش دهد. مهم‌ترین عوامل مؤثر بر فرایند اصلاح سطح غشاهای زئولیتی با روش غوطه وری شامل دمای انتقال شیشه‌ای بسپار (Tg)، خاصیت اتصال عرضی، نوع حلال و دمای انحلال، غلظت محلول بسپاری، عبوردهی و انتخابگری مادۀ بسپاری نسبت‌به گازهای مورد نظر است. بررسی این متغیرها نشان می­ دهد که بسپارهای پلاستیکی ازجمله سلولز استات (CA)، پلی‌کربنات (PC) و بسپار ترموپلاستیک الاستومر پلی‌اتر بلاک‌آمید (PEBA) به‌عنوان بسپار مؤثر بر اصلاح سطح غشاهای زئولیتی با هدف جداسازی دی­اکسیدکربن هستند.

Keywords

• جداسازی دی‌اکسیدکربن
• غشای زئولیتی
• حفره‌های غیرزئولیتی
• اصلاح سطح لایۀ غشایی
• روش غوطه‌وری
• مواد بسپاری