غشاهای شبکه آمیخته در جداسازی گاز: چالش ها و چشم انداز

نوع مقاله: علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، آزمایشگاه تحقیقاتی فرآیندهای غشایی (MPRL)، دانشکده مهندسی پتروشیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)، پردیس ماهشهر، ایران

2 دانشیار مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)، تهران، ایران

3 کارشناس اداره مهندسی پالایش، شرکت پالایش نفت آبادان، ایران

چکیده

مفهوم غشاهای شبکه آمیخته؛ یعنی ترکیبی از ذرات جامد پخش شده درون ماتریس پلیمر؛ راهکاری موثر برای افزایش کارایی غشاهای پلیمری در جداسازی گاز است. در این دیدگاه، با ترکیب خواص مناسب نانوذرات معدنی با خواص فاز آلی پلیمر، میتوان به یک غشاء جداسازی گاز با تراوایی و گزینش پذیری بالا، مقاومت مکانیکی و شیمیایی خوب و فرآیندپذیری مناسب دست یافت. در این مقاله مروری، به عوامل موثر بر کارایی غشاهای شبکه آمیخته در جداسازی گاز، انواع غشاهای شبکه آمیخته از لحاظ ساختار و روش تشخیص آن، انواع روشهای ساخت این غشاها، همچنین انواع نانوذرات معدنی متداول در ساخت غشاهای شبکه آمیخته و نحوه تاثیر هرکدام بر عملکرد غشاء، انواع مورفولوژی فصل مشترک پلیمر/ ذره، مکانیسم های انتقال گاز درون غشاهای شبکه آمیخته، مهمترین مدلهای پیش بینی کننده عملکرد آن ها و در نهایت خط مشی آینده این دسته از غشاها پرداخته و درباره آنها بحث شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Mixed matrix membranes for gas separation: Challenges and Perspective

نویسندگان [English]

  • Iman Khalilinejad 1
  • Ali Kargari 2
  • Mohammad Marfavi 3
1 Membrane Processes Research Laboratory (MPRL), Petrochemical Engineering Department, Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic), Mahshahr Campus, Mahshahr, Iran
2 Department of Chemical Engineering, Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic), Tehran, Iran.
3 Refining Engineering Office, Abadan Oil Refining Company, Abadan, Iran
چکیده [English]

The concept of mixed matrix membranes (MMMs) comprising rigid particles dispersed in a continuous polymeric matrix was proposed to improve the separation properties of polymeric membranes. In this approach, the good advantages of both polymeric matrix and inorganic fillers combined and a good permeable membrane with high selectivity, chemical stability, mechanical strength and processability can be prepared. In this article, factors affecting the performance of MMMs where reviewed. Also, the types of MMMs by structure, preparations methods were discussed. In addition, types of common inorganic fillers, gas transport mechanism in MMMs, stress and defects in polymer/inorganic interface and the most prevalent models which can predict the performance of MMMs were stated and discussed. Finally, the future directions of researches in this context and potential usages of MMMs where shown.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mixed Matrix Membrane
  • Gas separation
  • Polymer/particle interface
  • Filler
  • Permeation models