موفقیت محققان ایرانی در تصفیه‌ گازها به کمک غشای نانوساختار

به گزارش جارپرس به نقل از ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری،امروزه جداسازی گازها به یکی از دغدغه‌های اصلی برای محیط ‌زیست 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 است که نیازمند دستیابی به سیستم‌های جدید دارد.
الهه احمدی فیجانی محقق دانشگاه تهران گفت: در این کار تحقیقاتی سعی شده است غشاهایی جدید با بازدهی بالاتر جهت جداسازی گازها تهیه شود.
وی با بیان اهمیت طراحی غشاهای حاضر افزود:امروزه با توجه به تنوع کاربری غشاهای پلیمری، تهیه‌ 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. به‌علاوه، با بهره‌گیری از نانوذرات اکسید فلزی گستره‌ی وسیعی از غشاهای مناسب جهت جداسازی مخلوط‌های گازی مختلف تهیه شده است.
احمدی پیرامون نتایج این طرح تصریح کرد: با دستیابی به روشی بهینه جهت 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(CO2/CH4) میسر شد.
به گفته وی پس از انتخاب پلیمر پلی وینیلیدین فلوراید به‌عنوان پایه‌ 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.
احمدی ادامه داد: نهایتاً بعد از گاز زدایی، مخلوط حاصله بر روی یک صفحه‌ 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. 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.