محققان دانشگاه تهران در تحقیقات آزمایشگاهی خود موفق به ساخت نانو غشاهایی برای توسعه صنایع جداسازی گاز به ویژه گاز هلیم شدند.

به گزارش پی اچ دی آزمون به نقل از ایسنا، امروزه جداسازی گازها به یکی از دغدغه‌های اصلی برای محیط ‌زیست و صنایع مختلف تبدیل شده است. یکی از مقرون ‌به ‌صرفه‌ترین فرایندهای جداسازی گازها، فرایندهای غشایی است ولی میزان بازده و انتخاب پذیری غشاها یکی از مسائل مهم در فرایندهای غشایی است که نیاز به دستیابی به سیستم‌های جدید دارد.

در این راستا پژوهشگران دانشگاه تهران پروژه تحقیقاتی را اجرا کردند.

دکتر الهه احمدی فیجانی مجری طرح با تاکید بر این که در این تحقیقات سعی شده است غشاهایی جدید با بازدهی بالاتر جهت جداسازی گازها تهیه کنیم، خاطرنشان کرد: امروزه با توجه به تنوع کاربری غشاهای پلیمری، تهیه غشاهای جداسازی گاز با انتخاب خلاقانه اجزا از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است بر این اساس، در این مطالعات از ماتریس پلیمری پلی وینیلیدین فلوراید (PVDF) به دلیل ویژگی‌های ذاتی در سازگاری بهتر با دیگر اجزای فرمولاسیون، انتخاب شد.

وی ادامه داد: به‌ علاوه، با بهره‌گیری از نانوذرات اکسید فلزی گستره‌ وسیعی از غشاهای مناسب جهت جداسازی مخلوط‌های گازی مختلف تهیه شده است.

احمدی با اشاره به نتایج به دست آمده از این مطالعات ادامه داد: با دستیابی به روشی بهینه جهت اصلاح شیمیایی پلیمر پلی وینیلیدین فلوراید، امکان دستیابی به غشای پلیمری بر پایه‌ چهارچوب‌های آلی- فلزی آمین‌دار با کارایی بالا جهت جداسازی مخلوط‌های گازی از جمله گاز متان / دی‌اکسید کربن(CO2/CH4) میسر شد.

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

مجری طرح یادآور شد: در نهایت 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 اشعه‌ ایکس (XRD)، آنالیز وزنی حرارتی (TGA) مورد آنالیز و بررسی قرار گرفت.

وی با تاکید بر این که نتایج به دست آمده نشان داد که غشاهای نانوساختاری تولید شده‌ کارایی بالایی در جداسازی گازها دارند، اظهار کرد: این غشاها به ‌صورت مستقیم برای توسعه‌ صنایع جداسازی گاز به ‌ویژه جداسازی گاز هلیم کاربرد دارد.

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 و نتایج این مطالعات در مجله‌ Industrial & Engineering Chemistry Research منتشر شد.