ررسی خواص فتوکاتالیستی غشاء نانومتخلخل سیلیکا- تیتانیا جداکننده co2 از گاز طبیعی

هدف از پژوهش حاضر، ساخت و بررسی خاصیت فتوکاتالیستی غشای نانومتخلخل سیلیکا- تیتانیا و کاربرد آن در شیرین سازی گاز طبیعی می باشد. به همین منظور غشاء نانومتخلخل سیلیکا-تیتانیا به روش سل-ژل با استفاده از تترااتیل اورتوتیتانات و تترااتیل اورتوسیلیکات با لایه ی میانی تیتانیای کلوئیدی بر روی دیسک آلفا آلومینایی به عنوان پایه ی نگهدارنده، ساخته و تعیین مشخصات شد. سل های ساخته شده از مواد اولیه به روش غوطه وری بر روی پایه پوشش و پس از هر بار اعمال پوشش تا دمای ?c 200 حرارت داده شدند. پوشش های هر لایه پس از سه مرتبه تکرار در دمای ?c500 کلسینه شدند. در ادامه جهت ارزیابی غشاء تهیه شده از تکنیک های dls، ftir، xrd، fesem، afm، جذب و دفع نیتروژن استفاده شد. علاوه بر این فعالیت فتوکاتالیستی غشاء تهیه شده در تجزیه ی متیل نارنجی تحت نورفرابنفش 60 وات و 256 نانومتر و آزمون نفوذ گازهای متان و دی اکسید کربن مورد بررسی قرار گرفت. تکنیک ftir حضور پیوندهای si-o-si، ti-o-si و ti-o-ti را که بیانگر تکمیل واکنش های آبکافت و چگالش و حلالیت یون های ti4+ در شبکه si-o-si می باشد، نشان داد. الگوهای xrd حضور فاز آمورف در سیلیکا- 30% تیتانیا را تا دمای ?c 800 تایید نمود که این نتایج در تطابق با پیش بینی ftir بود. سطح ویژه و اندازه تخلخل پودر فوق طبق منحنی جذب و دفع نیتروژن که مطابق با مواد میکرومتخلخل بود، به ترتیب 507 متر مربع بر گرم و19/8 آنگستروم گزارش شد. بررسی تصاویر fesem از سطح پوشش های نهایی، حاکی از سطح هموار و بدون عیب با ضخامت لایه میانی 460 و لایه نهایی 169 نانومتر بود. آنالیز نتایج afm با تایید یکنواختی سطح، زبری 3/22 نانومتر را نشان داد. این پوشش پس از مدت زمان 6 ساعت مقدار 91/4% از آلاینده را تجزیه نمود. با استفاده از غشاء فتوکاتالیست تهیه شده، فرآیند جدایش co2 از ch4 با فاکتور گزینش پذیری ایده آل 11/07و6/22 به ترتیب در فشار 2 و 8 بار صورت گرفت.