ارزیابی روش لایه‌نشانی داغ برای ساخت غشای سرامیکی چندسازه‌ای

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار مهندسی شیمی، مجتمع شیمی و مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 دانشجوی دکترا، مجتمع شیمی و مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

3 استادیار مهندسی شیمی، مجتمع شیمی و مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

غشا سرامیکی غشا چندسازه‌ای است که شامل سه لایه است. لایه اول پایه با حفرات ماکرو، لایه دوم پایه با حفرات مزو و لایه سوم سیلیکا با حفرات میکرو است که نقش اصلی جداسازی را لایه سوم برعهده دارد. لذا کیفیت و یکنواختی این لایه مهم بوده و یکنواختی آن به‌طور مستقیم باعث افزایش بازده فرایند جداسازی می‌شود. در این مقاله روشی ارائه‌شده که براساس آن ترک و شکاف لایه سیلیکا کاهش یافته است. در این روش که به لایه‌نشانی داغ معروف است پایه پیش از انجام تمام مراحل لایه‌نشانی عادی گرم می‌شود. کاهش شکاف و افزایش پیوستگی لایه مذکور با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) به‌صورت ظاهری مشاهده شد. از طرف دیگر با انجام آزمون عبوردهی گاز و مقایسه نتایج دبی گاز خروجی در دو حالت لایه‌نشانی داغ و عادی، مشاهده شد که دبی گاز خروجی در حالت لایه‌نشانی داغ به مقدار محسوسی کاهش می‌یابد. نظر به کاهش ضخامت لایه سیلیکا، کاهش دبی گاز خروجی در نتیجه افزایش پیوستگی و کاهش ترک و شکاف لایه سیلیکا است. بنابراین، در روش لایه‌نشانی داغ با دفعات لایه‌نشانی کمتری نسبت به حالت عادی می‌توان به یک‌لایه سیلیکای پیوسته دست‌یافت.

کلیدواژه‌ها


[1]. Saxena, P.; Hildemann, L.M.; Atmospheric Chemistry 24(1), 57-109, 1996.
[2]. Li, N.N.; Fane, A.G.; Ho, W.W.; Matsuura, T.; “Advanced Membrane Technology and Applications”, John Wiley & Sons, New Jersey; 115, 2011.
[3]. Feng, X.; Huang, R.Y.; Industrial & Engineering Chemistry Research 36(4), 1048-1066,1997.
[4]. Kujawa, J.; Cerneaux, S.; Kujawski, W.; Membrane Science 474, 11-19, 2015.
[5]. Fleming, H.L.; Slater, C.S.; “Membrane Handbook”, Chapman and Hall, London; 105, 1992.
[6]. Waldburger, R.M.; Widmer, F.; Chemical Engineering & Technology 19(2), 117-126, 1996.
[7]. Verkerk, A.W.; Van Male, P.; Vorstman, M.A.G.; Keurentjes, J.T.F.; Separation and Purification Technology 22, 689-695, 2001.
[8]. Bouwmeester, H.J.; Burggraaf, A.J.; “Fundamentals of Inorganic Membrane Science and Technology”, Elsevier, Amsterdam; 51, 1996.
[9]. Li, K.; “Ceramic Membranes for Separation and Reaction”, John Wiley & Sons; 5, 2007.
[10]. Dong, Z.; Liu, G.; Liu, S.; Liu, Z.; Jin, W.; Membrane Science 450, 38-47, 2014.
[11]. Khatib, S.J.; Oyama, S.T.; “Membrane Science and Technology”, Elsevier, Amsterdam; 25–60, 2011.
[12]. Gopalakrishnan, S.; da Costa, J.C.D.; Membrane Science 323(1), 144-147, 2008.
[13]. Lee, D.; Oyama, S.T.; Membrane Science 210(2), 291-306, 2002.
[14]. Benes, N.E.; Jobic, H.; Verweij, H.; “Membrane Science and Technology”, Elsevier, Amsterdam, 335–372, 2000.
[15]. De Vos, R.M.; Verweij, H.; Science 279(5357), 1710-1711, 1998.
[16]. De Vos, R.M.; Verweij, H.; Membrane Science 143(1), 37-51, 1998.
[17]. Tsuru, T.; Sol-Gel Science and Technology 46(3), 349-361, 2008.
[18]. Asaeda, M.; Yamasaki, S.; Separation and Purification Technology 25(1), 151-159, 2001.
[19]. Prabhu, A.K.; Oyama, S.T.; Membrane Science 176(2), 233-248, 2000.
[20]. Coterillo, C.C.; Yokoo, T.; Yoshioka, T.; Tsuru, T.; Asaeda, M.; Separation Science and Technology 46(8), 1224-1230, 2011.
[21]. Yang, J.; Yoshioka, T.; Tsuru, T.; Asaeda, M.; Membrane Science 284(1), 205-213, 2006.
[22]. Kujawa, J.; Rozicka, A.; Cerneaux, S.; Kujawski, W.; Physicochemical and Engineering Aspects 420, 64-73, 2014.
[23]. Gislon, E.S.; Simão, L.; Coelho, K.; Fortes, N.M.; Innocentini, M.D.D.M.; Montedo, O.R.K.; Materials Science 881, 357-361, 2017.