KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Yenilikçi Mühendislik ve Doğa Bilimleri / 2023 / Cilt: 3 Sayı: 1

Dumanlı silika nanopartikülleri ile polieterimid esaslı nanokompozit membranların hazırlanması ve gaz geçirgenlik özellikleri

Preparation and gas permeability properties of polyetherimide based nanocomposite membranes with fumed silica nanoparticles

Dilek DALGAKIRAN
Sennur DENİZ
Sayfa
39–52
Yayın Tarihi
2023-01-31
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Sonuçlara göre PEI-0-15 en iyi CO2/CH4 seçiciliğini göstermiştir (α=36.483 ve PCO2=0.6967 Barrer).

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Polieterimid (PEI) membranlar solüsyon döküm yöntemi ile üretilmektedir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Hazırlanan membranların gaz ayırma performansı üzerindeki etkilerini araştırmak için polimer çözeltisine dumanlı silika nanopartikülü ve polietilen glikol (PEG; Mw=6000 g/mol) ilave edildi.
💡
Sonuç & Katkı:Sonuçlara göre PEI-0-15 en iyi CO2/CH4 seçiciliğini göstermiştir (α=36.483 ve PCO2=0.6967 Barrer).
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:CO2/CH4 ayırma · Dumanlı silika nanopartikülleri · Polieterimid

Özet

Polieterimid (PEI) membranlar solüsyon döküm yöntemi ile üretilmektedir. Döküm çözücüsü olarak N-metil pirolidon (NMP) kullanıldı. Hazırlanan membranların gaz ayırma performansı üzerindeki etkilerini araştırmak için polimer çözeltisine dumanlı silika nanopartikülü ve polietilen glikol (PEG; Mw=6000 g/mol) ilave edildi. PEI membranları, Fourier Transform Infrared Spektroskopisi (FTIR) ve Diferansiyel Tarama Kalorimetrisi (DSC) ile analiz edildi. Membran morfolojilerini incelemek amacıyla, membranların enine kesit alanlarının morfolojisi, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile izlendi. PEI esaslı membranların gaz ayırma performansı, CO2 ve CH4'ün gaz geçirgenliği ölçülerek tahmin edildi. SEM analizine göre, saf PEI membranı yoğun simetrik bir yapıya sahipti. PEI membran yapısına dumanlı silika nanopartiküllerin eklenmesi, yapıda parmak benzeri boşluklara neden oldu. Dumanlı silika nanopartikül miktarı ağırlıkça %1'den %15'e çıkarıldığında süngerimsi yoğun asimetrik membran yapısının oluştuğu SEM ile izlendi. Sonuçlara göre PEI-0-15 en iyi CO2/CH4 seçiciliğini göstermiştir (α=36.483 ve PCO2=0.6967 Barrer).

Abstract

Polyetherimide membranes (PEIs) are made by solution-casting method. As a casting solvent, N-methyl pyrrolidone (NMP) was used for membrane solutions. For the purpose of investigating the effects of the membranes on gas separation efficiency, fumed silica nanoparticles and poly(ethylene glycol) (Mw=6000 g/mol) were added to the polymer solution. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Differential Scanning Calorimetry (DSC) were used to analyze PEI membranes. To investigate the membrane morphologies, scanning electron microscopy (SEM) was used to monitor the morphology of the membrane cross-sections. CO2 and CH4 gas permeability were measured to evaluate the performance of PEI-based membranes for gas separation. In SEM analysis, pure PEI membrane had dense, symmetrical structures. As a result of adding fumed silica nanoparticles to PEI membrane structure, finger-like voids were formed. An increase in fumed silica from 1% to 15% by weight led to a sponge-like dense asymmetric membrane structure observed by SEM. In the experiments, PEI-0-15 demonstrated the highest CO2/CH4 selectivity (α=36.483 and PCO2=0.6967 Barrer).

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

DALGAKIRAN, D., DENİZ, S. (2023). Dumanlı silika nanopartikülleri ile polieterimid esaslı nanokompozit membranların hazırlanması ve gaz geçirgenlik özellikleri. Yenilikçi Mühendislik ve Doğa Bilimleri, Cilt: 3 Sayı: 1, 39–52. https://ajindex.com/articles/978696

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (10)

  1. Baena-Moreno FM, le Saché E, Pastor-Pérez L, Reina TR (2020) Membrane-based technologies for biogas upgrading: a review. Environ Chem Lett. 18:1649–1658. https://doi.org/10.1007/s10311-020-01036-3
  2. Kujawski W, Li G, Van der Bruggen B, Pedišius N, Tonkonogij J, Tonkonogovas A, Stankevičius A, Šereika J, Jullok N, Kujawa J (2020) Preparation and characterization of polyphenylsulfone (Ppsu) membranes for biogas upgrading. Materials 13:1–22. https://doi.org/10.3390/ma13122847
  3. Lin W, Xu J, Zhang L, Gu A (2017) Synthetic natural gas (SNG) liquefaction processes with hydrogen separation. Int J Hydrogen Energy https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.04.141
  4. Chawla M, Saulat H, Masood Khan M, Mahmood Khan M, Rafiq S, Cheng L, Iqbal T, Rasheed MI, Farooq MZ, Saeed M, Ahmad NM, Khan Niazi MB, Saqib S, Jamil F, Mukhtar A, Muhammad N (2020) Membranes for CO2 /CH4 and CO2/N2 Gas Separation. Chem Eng Technol. 43:184–199. https://doi.org/10.1002/CEAT.201900375
  5. Norahim N, Yaisanga P, Faungnawakij K, Charinpanitkul T, Klaysom C (2018) Recent Membrane Developments for CO2 Separation and Capture. Chem Eng Technol. 41:211–223. https://doi.org/10.1002/CEAT.201700406
  6. Scholes C, Kentish S, Stevens G, Scholes CA, Kentish SE, Stevens GW (2008) Carbon Dioxide Separation through Polymeric Membrane Systems for Flue Gas Applications Hydrocarbon removal from Soil and Groundwater in Cold Regions. View project GOS production View project Carbon Dioxide Separation through Polymeric Membrane Systems for Flue Gas Applications, Recent Patents on Chemical Engineering. 1:52–66. https://doi.org/10.2174/1874478810801010052
  7. Mubashir M, Yeong YF, Lau KK, Chew TL (2019) Effect of spinning conditions on the fabrication of cellulose acetate hollow fiber membrane for CO2 separation from N2 and CH4. Polym Test. 73:1–11. https://doi.org/10.1016/J.POLYMERTESTING.2018.10.036
  8. Sundell BJ, Harrigan DJ, Hayden SC, Vaughn JT, Guzan KA, Lawrence JA, Ostraat ML (2019) Improved gas transport properties of cellulose acetate via sub-Tg acid-catalyzed silanation. J Memb Sci. 573:448–454. https://doi.org/10.1016/J.MEMSCI.2018.11.077
  9. Tanvidkar P, Jonnalagedda A, Kuncharam BVR (2023) Fabrication and testing of mixed matrix membranes of UiO-66-NH2 in cellulose acetate for CO2 separation from model biogas. J Appl Polym Sci. 140, e53264. https://doi.org/10.1002/APP.53264
  10. Moghadassi AR, Rajabi Z, Hosseini SM, Mohammadi M (2013) Preparation and Characterization of Polycarbonate-Blend-Raw/Functionalized Multi-Walled Carbon Nano