سنتز، مشخصه‌یابی و بررسی عملکرد غشای زئولیتی Mordenite Framework Inverted (MFI) مزومتخلخل‌شده با کربن سیاه در عبوردهی آب

Abstract

هدف از این تحقیق، ایجاد ساختار مزومتخلخل در لایۀ غشایی زئولیت MFI و افزایش قطر حفره‌ها در آن، برای افزایش میزان عبوردهی آب است. ایجاد ساختار مزومتخلخل با اضافه‌کردن کربن سیاه به محلول سنتز لایه‌غشایی در روش هیدروترمال درجا انجام شد. آنالیزهای X Ray Diffraction (XRD)، Scanning Electron Microscopy (SEM)، Berner-Emmett-Taylor (BET) و آزمون عبوردهی گاز نیتروژن برای مشخصه‌یابی و آزمون عبوردهی آب برای بررسی عملکرد استفاده‌شد. نتایج، نشان‌دهندۀ سنتز موفقیت‌آمیز لایۀ غشای زئولیتی MFI با بلورینگی مناسب برروی پایۀ آلفا- آلومینا با ضخامت حدود µm 15 و اندازۀ حفره‌های بین nm 4/5-20 است که بیشترین مقدار حفره‌های مزو قطر nm 7/4 دارند. قطر حفره‌ها درمقایسه‌با سنتز بدون حضور کربن سیاه 10 برابر افزایش یافته‌است. نتایج آزمون عبوردهی آب نشان داد که افزایش اندازۀ حفره‌های غشا بااستفاده‌از کربن سیاه توانسته میزان عبوردهی آب در غشا (26L/m2.hr ) را تا 75-14 برابر نسبت‌به غشاهای میکرومتخلخل (L/m2.hr 74/1-35/0) افزایش دهد. بررسی عبوردهی غشا برای آب حاوی مواد جامد محلول بعد از گذشت 2 ساعت نشان داد که میزان عبوردهی آب برای غشای مزومتخلخل (L/m2.hr 12) هم‌چنان نسبت‌به غشاهای میکرومتخلخل بالاتر است.

Keywords

• غشای زئولیتی mfi
• ساختار مزومتخلخل
• کربن سیاه
• قطر حفره‌ها
• عبوردهی آب