Abstract
Low molecular weight organic compounds were added to the spinning dope as phase inversion promoters and their effects on the structure of polyetherimide (PEI) hollow fibers as well as their performance as membrane contactor were investigated. Water, methanol, ethanol, glycerol and acetic acid were added individually to the solvent NMP to prepare a dope containing 15 wt% PEI, 4 wt% additive, 81 wt% NMP and hollow fiber membranes were fabricated via wet spinning method. The solution containing water as the additive had the lowest thermodynamic stability and highest viscosity, which yielded hollow fiber with a thin skin layer of high porosity and a sublayer with spongelike structure. The four other polymer solutions were more stable thermodynamically and less viscous. Fast solvent/coagulant exchange yielded thick skin layers of lower porosity and sublayers of finger-like macrovoids
Among all fabricated follow fibers, adding methanol resulted in the highest absorption flux, which was ascribed to its high porosity and low tortuosity
چکیده
ترکیبات آلی با وزن مولکولی پایین به افزودنی ریسندگی بعنوان ارتقاء دهندههای وارونگی فاز افزوده شده و اثرات آنها بر ساختار الیاف توخالی پلی اتر ایمید (PEI) و همچنین عملکرد آنها به عنوان کنتاکتور غشاء مورد بررسی قرار گرفت. آب، متانول، اتانول، اسید استیک و گلیسرول به صورت جداگانه به حلال NMP برای تهیه یک افزودنی شامل 15 درصد وزنی PEI، 4 درصد وزنی مواد افزودنی، 81 درصد NMP و غشاهای الیاف توخالی ساخته شده از طریق یک روش ریسندگی مرطوب افزوده شد.
محلول حاوی آب به عنوان ماده افزودنی کمترین پایداری ترمودینامیکی و بالاترین گرانروی را داشت، که منجر به الیاف توخالی با لایه نازک پوستی از تخلخل بالا و زیرلایه هایی با ساختار اسفنج مانند شد. چهار محلول دیگر پلیمری به لحاظ ترمودینامیکی پایدارتر بوده و گرانروی کمتری دارد. مبادله سریع حلال/ منعقد کننده منجر به لایه های پوستی ضخیم با تخلخل کمتر و زیرلایه هایی با حفرات بزرگ انگشت مانند شد.
در میان تمام الیاف های توخالی ساخته شده، اضافه کردن متانول منجر به بالاترین شار جذب میشود که به تخلخل بالا و پیچ خوردگی کم آن نسبت داده شده است.
1-مقدمه
فرایندهای جذب/ واجذب در کارخانجات شیمیایی و پتروشیمی برای حذف جزء (ها) از جریانات گاز یا مایع رایج است. به عنوان مثال، در فرایند شیرین سازی گاز طبیعی، CO2 و H2S باید از گاز طبیعی و یا در عملیات آب در نیروگاه ها حذف شود، اکسیژن محلول نیز باید از آب زدوده شود. به طور کلی، برج های فشرده یا باز برای فرایندهای جذب/ واجذب استفاده میشود، اما آنها با برخی از مشکلات عملیاتی نظیر مساحت کم تماس، طغیان کردن، ترشح آب و حبابزایی روبرو هستند. یک جایگزین برای برج های فشرده و یا باز کنتاکتور غشایی است که در آن جریانات گاز و مایع در سمت مخالف از یک غشای متخلخل جاری هستند در حالی که گاز محلول از طریق غشاء انتشار یافته و توسط مایع در طرف دیگر غشاء جذب میشود (یا بالعکس در مورد فرآیند واجذب). در مقایسه با برج های جداسازی، کنتاکتور غشایی دارای مزایایی است..