نام پژوهشگر: پیمان میرجانی

ساخت غشاء شبکه مرکب پلی( وینیل الکل)- نانوسیلیکا اتصال عرضی شده با فوماریک اسید جهت آب گیری تراوش تبخیری از ایزوپروپانول
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی شیمی 1392
  پیمان میرجانی   احمد محب

در بین فرایندهای غشایی، تراوش تبخیری فرایندی کارآمد جهت جداسازی اجزاء مخلوط های مایع به خصوص مخلوط های هم جوش و مخلوط های با نقطه جوش نزدیک به یکدیگر می باشد. از آنجا که غشاء به عنوان قلب فرایند تراوش تبخیری شناخته می شود لذا انجام هرگونه اصلاح روی آن،از جمله ساخت غشاهای شبکه مرکب، جهت دست یابی به مقاومت مکانیکی بهتر و بهبود در خواص جداسازی آن همانند شار و گزینش پذیری ضروری به نظر می رسد. هدف پژوهش حاضر، ساخت غشاهای شبکه مرکب با استفاده از پلی(وینیل الکل)، که یکی از پرکاربردترین پلیمرها در ساخت غشاهای تراوش تبخیری می باشد، اتصال عرضی شده با فوماریک اسید و بهبود خواص آن با افزودن ذرات نانوسیلیکا بود.برای این منظور غشاهای شبکه مرکب پلی(وینیل الکل) با درصدهای مختلف نانوسیلیکا تهیه شده و مورد ارزیابی قرار گرفتند. حضور نانوذره در شبکه پلیمر با مشاهده پیک های مربوط به نانوسیلیکا با استفاده از آزمون ftir به اثبات رسید. آزمون های مکانیکی اثبات کرد که افزایش میزان نانوذرات اثر مثبتی برمقاومت مکانیکی غشاهای شبکه مرکب خواهد داشت؛ به گونه ای که استحکام کششی در نقطه شکست برای غشاء بدون نانوذره، از مقدارmpa 85، با افزودن 20 درصد نانوذره بهmpa 124 ارتقاء یافت. اثر افزودن نانوذرات بر خواص جداسازی غشاهای شبکه مرکب با استفاده از آزمون تراوش تبخیری در جداسازی مخلوط آب و ایزوپروپانول مورد مطالعه قرارگرفت. نتایج تراوش تبخیری نشان داد که در ترکیب درصد ثابت خوراک، افزایش درصد نانوسیلیکا باعث افزایش همزمان شار وگزینش پذیری می گردد، به گونه ای که برای خوراک 10 درصد وزنی آب درون ایزوپروپانول در دمای 60 درجه سانتی گراد، با استفاده از غشاء شبکه مرکب حاوی 20درصد وزنی نانوسیلیکا، میزان شارkg/m2.h 0/436 و گزینش پذیری 763 به دست آمد. این مقادیر برای غلظت یکسان خوراک و دما و غشاء حاوی 5 درصد وزنی نانوسیلیکا، به ترتیب معادل 0/153 و 277 بودند. می توان اذعان داشت که مهمترین دستاورد این پژوهش، همین افزایش هم زمان دو مشخصه جداسازی غشاء با افزودن نانوذره بود. علاوه بر اثر درصد نانوذرات، اثر پارامترهای عملیاتی مانند غلظت و درجه حرارت خوراک بر خواص جداسازی نیز مورد بررسی قرار گرفت. افزایش غلظت و درجه حرارت خوراک، افزایش شار و کاهش گزینش پذیری را در پی داشت.