گوگردزدایی از سوخت کشتی‌ها با غشای نانو کامپوزیت برپایه چارچوب فلزآلی (UiO66-NH2) با روش غشای تراوش تبخیری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی شریف- دانشکده مهندسی شیمی و نفت

2 دانشگاه صنعتی شریف

3 دانشکده مهندسیب شیمی دانشگاه صنعتی شریف

10.22034/ijmt.2021.521797.1659

چکیده

وجود ترکیبات گوگردی در سوخت کشتی‌های فراساحلی، آلودگی‌های زیادی را در هوا و محیط آبی دریاها و اقیانوس‌ها ایجاد می‌کند. باهدف حذف این ترکیبات خطرناک، از روش غشایی تراوش تبخیری برای گوگردزدایی از سوخت استفاده‌شده است. از تیوفن به‌عنوان معرف گوگرد و از نرمال هپتان به‌عنوان معرف ترکیبات هیدروکربنی در سوخت استفاده شد. غشاهای کامپوزیتی زمینه مرکب با لایة فعال پلی دی متیل سیلوکسان حاوی نانو ذرات چارچوب فلز-آلی NH2-UiO66 بر پایة غشای متخلخل پلی ونیلیدن فلوراید ساخته شده است. از آزمون‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف فروسرخ تبدیل فوریه، و پراش پرتوی ایکس برای مشخصه‌یابی نانو ذرات و غشاهای سنتز شده استفاده‌شده است. اثر افزودن نانو ذرات بر روی عملکرد غشاها در فرآیند تراوش تبخیری بررسی شده است. عملکرد بهینه برای غشاها حالتی است که درصد وزنی نسبت به پلی دی متیل سیلوکسان 8 % باشد که در این حالت شار (kg/m^2 h) 10.13 و برگ خرید تغلیظ 4.1 هست، که در مقایسه باحالت غشای پلی دی متیل سیلوکسان خام، شار 87.5 % و فاکتورتغلیظ 26.2 % افزایش‌یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Desulfurization of Ships Fuel with Nanocomposite Membrane Based on Metal-Organic Framework (Uio66-NH2) by Membrane Pervaporation Method

نویسندگان [English]

  • Sajad Amiri 1
  • Hamid Heydari 2
  • Abbas Mousavi 3
1 Sharif University of Technology/ Department of Chemical and Petroleum Engineering
2 Department of chemical and petroleum engineering
3 sharif university of technology
چکیده [English]

The presence of sulfur compounds in the fuel of offshore ships causes much pollution in the air and aquatic environment of the Fleas and oceans. To eliminate these hazardous compounds, the membrane pervaporation method has been used to desulfurize the fuel (gasoline). Thiophene was used as a sulfur agent and n-heptane as a representative of hydrocarbon compounds in gasoline. Hybrid membranes were fabricated with an active layer composed of polydimethylsiloxane (PDMS) and metal-organic framework NH2-UiO-66, together with support layers of polyvinylidene fluoride (PVDF). Scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectrum (FTIR), and X-ray diffraction (XRD) was used to characterize nanoparticles and synthesized membranes. The effect of NH2-UiO-66 incorporation on the pervaporation performance of the hybrid membranes was evaluated. The optimal performance was achieved when the weight fraction of NH2-UiO-66 to PDMS was 8% with the flux of 10.13 kg.m2.h1 and an enrichment factor of 4.1 (increased by 87.5% and 26.2% respectively compared with the PDMS control membrane).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Desulfurization
  • Ships Fuel
  • Pervaporation membrane
  • Nanocomposite
  • Metal-organic framework
  • NH2-UiO66