جداسازی تحت تبخیر ایزوپروپیل بنزن از آب با استفاده از چهار غشای پلیمری مختلف

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت):

چکیده

در مطالعه حاضر، برای اولین بار، جداسازی ایزوپروپیل بنزن به عنوان یک ترکیب آلی فرار (VOC) از آب از طریق فرآیند تبخیر (PV) مورد بررسی قرار گرفت. پلی‌­وینیلیدین فلوراید (PVDF)، پلی­‌دی­‌متیل‌­سیلوکسان (PDMS)، پلی‌­اتربلوک‌­آمید (PEBA) و اتیلن-پروپیلن-دی‌ان مونومر (EPDM) به عنوان پلیمر در تهیه غشاهای PV مورد استفاده قرار گرفتند و عملکرد و خواص آن­ها مقایسه شد. با توجه به نتایج، غشاهای PVDF بالاترین شاخص جداسازی PV (PSI) برابر با 66,486.6 g/m²h را داشتند. علاوه بر این، این غشا دارای بالاترین مدول یانگ و استحکام کششی همراه با درجه تورم پایین بود. با این حال، کمترین زاویه تماس آب را داشت و بنابراین، بیشتر اصلاح شد. بدین منظور برای اولین بار از Span 85 به عنوان افزودنی در ساختار غشاهای PV استفاده شد. خصوصیات غشا حاکی از افزایش آبگریزی و کاهش تورم غشا PVDF/Span 85 در مقایسه با غشا PVDF خالص است. نتایج PV نشان داد که افزودن 2 درصد وزنی Span 85 به غشا PVDF، بهبود فاکتور جداسازی به دنبال داشت به طوری که منجر به افزایش PSI (105,761.9 g/m²h) شد.

نتیجه‌­گیری

هدف از این مطالعه، در مرحله اول، مقایسه غشاهای پلیمری EPDM، PEBA، PDMS و PVDF از نظر خواص و عملکرد در جداسازی PV ایزوپروپیل بنزن از آب بود. غشاهای مذکور ساخته شدند و مورفولوژی، ساختار شیمیایی، ساختار کریستالی، خواص مکانیکی، زاویه تماس آب و درجه تورم آن­ها مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج، غشا PVDF برای اصلاح انتخاب شد، زیرا این غشا علیرغم مقدار PSI بالا، خواص مکانیکی بالا و درجه تورم پایین، کمترین زاویه تماس آب را داشت. در مرحله بعد، Span 85 به عنوان افزودنی آب­گریز به محلول ریخته‌گری PVDF اضافه شد تا خواص آن افزایش یابد. به طورکلی، غشاهای اصلاح‌­شده با Span 85، PSI بالاتری نسبت به سایر غشاها ارائه کردند. نتایج این مطالعه به شرح زیر است:

1. تصاویر SEM ساختار متراکم را برای غشاهای تمیز EPDM، PEBA، PDMS، و PVDF و ساختار سلولی غشاها را با 1 و 2 درصد وزنی Span 85 نشان داد.

2. در میان غشاهای پلیمری ساخته‌­شده، غشا PVDF بالاترین مدول یانگ و استحکام کششی را داشت. پارامترهای ذکر شده با افزایش غلظت Span 85 در ساختار PVDF کاهش یافت.

3. در میان غشاهای پلیمری، غشاهای PDMS و PEBA به ترتیب کمترین و بالاترین درجه تورم را داشتند. همچنین با افزایش غلظت Span 85 در غشای PVDF، میزان تورم کاهش یافت.

4. در میان غشاهای پلیمری، غشاهای PDMS و PVDF به ترتیب بیشترین و کمترین آب­گریزی را از خود نشان دادند. افزودن Span 85 به غشا PVDF منجر به بهبود آب­گریزی غشا شد.

5. در بین غشاهای پلیمری، غشاهای EPDM و PVDF بیشترین و کمترین فاکتور جداسازی را نشان دادند. ضریب جداسازی غشا PVDF با استفاده از افزودنی Span 85 افزایش یافت و با بارگذاری 2 درصد وزنی Span 85 به 39 رسید که تقریباً 70% بیشتر از غشای EPDM بود.

دانلود فایل: جداسازی تحت تبخیر ایزوپروپیل بنزن از آب با استفاده از چهار غشای پلیمری مختلف آماده سازی غشا، اصلاح، ارزیابی خصوصیات و عملکرد

Reference

Dirin AM, Saljuqhi E, Mousavi SM, Kiani S. Pervaporation separation of isopropylbenzene from water using four different polymeric membranes: Membrane preparation, modification, characterization, and performance evaluation. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2020 Sep 1; 114:67-80.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.jtice.2020.09.023

مترجم: علیرضا کرفی