تصفیه‌ گازها با فناوری نانو

محققان دانشگاه تهران در تحقیقات آزمایشگاهی خود موفق به ساخت غشاهای نانوساختاری شده‌اند که کارایی بالایی در جداسازی گازها از جمله گاز هلیم برای توسعه صنایع جداسازی دارد.

کد خبر: ۱۱۴۴۲۷

تاریخ: ۱۲ تير ۱۳۹۵ - ۱۲:۴۵

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، امروزه جداسازی گازها به یکی از دغدغه‌های اصلی برای محیط‌زیست و صنایع مختلف تبدیل شده است. یکی از مقرون‌به‌صرفه ترین فرایندهای جداسازی گازها، فرایندهای غشایی است ولی میزان بازده و انتخاب پذیری غشاها یکی از مسائل مهم در فرایندهای غشایی به شمار می رود که نیازمند دستیابی به سیستم‌های جدید دارد.

الهه احمدی فیجانی، محقق طرح با بیان اینکه در این کار تحقیقاتی سعی شده غشاهایی جدید با بازدهی بالاتر جهت جداسازی گازها تهیه شود، اظهار کرد: امروزه با توجه به تنوع کاربری غشاهای پلیمری، تهیه‌ی غشاهای جداسازی گاز با انتخاب خلاقانه اجزا از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است؛ بر این اساس، ماتریس پلیمری «پلی وینیلیدین فلوراید » (PVDF) به دلیل ویژگی‌های ذاتی این پلیمر در سازگاری بهتر با دیگر اجزای فرمولاسیون انتخاب شده است.

وی افزود: به‌علاوه، با بهره‌گیری از نانوذرات اکسید فلزی گستره‌ وسیعی از غشاهای مناسب جهت جداسازی مخلوط‌های گازی مختلف تهیه شده است.

احمدی فیجانی اظهار داشت: با دستیابی به روشی بهینه برای اصلاح شیمیایی پلیمر «پلی وینیلیدین فلوراید»، امکان دست‌یابی به غشای پلیمری بر پایه‌ چهارچوب‌های آلی- فلزی آمین دار با کارایی بالا جهت جداسازی مخلوط‌های گازی از جمله گاز متان / دی‌اکسید کربن(CO۲/CH۴) و... میسر شد.

وی درباره‌ مراحل ساخت غشای نانوساختار افزود: پس از انتخاب پلیمر پلی وینیلیدین فلوراید به‌عنوان پایه‌ی پلیمری، اصلاح شیمیایی و آنالیز دقیق پلیمر پلی وینیلیدین فلوراید از طریق واکنش شیمیایی در محیط بازی انجام شد؛ سپس سنتز و اصلاح شیمیائی چارچوب‌های آلی- فلزی نانوساختار در حلال مورد استفاده به‌وسیله‌ روش التراسونیک انجام شده و پلیمر اصلی طی چند مرحله به این مخلوط اضافه و به‌خوبی حل شد تا مخلوط یکنواخت به دست آمد.

وی ادامه داد: نهایتاً بعد از گاز زدایی، مخلوط حاصله روی یک صفحه‌ی شیشه‌ای با ضخامت معین فیلم غشا تشکیل شد؛ غشاهای نانوساختار سنتز شده به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC)، آزمون پراش اشعه‌ی ایکس (XRD)، آنالیز وزنی حرارتی (TGA) مورد آنالیز و بررسی قرار گرفت.

این محقق خاطر نشان کرد: همچنین نفوذپذیری گازهای خالص غشاهای تهیه‌شده با استفاده از روش فشار متغیر/حجم ثابت ارزیابی شد.

دکتر حسین مهدوی و دکتر احمد توسلی -اعضای هیأت علمی دانشگاه تهران- و الهه احمدی فیجانی – دانشجوی مقطع دکترای این دانشگاه- در انجام این طرح همکاری داشته‌اند. نتایج این کار در مجله‌ Industrial & Engineering Chemistry Research (جلد ۵۴، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۲۱۲۴ تا ۱۲۱۳۴) به چاپ رسیده است.