Κεραμικές μεμβράνες υποστηριζόμενες μέσω ιοντικών υγρών για δέσμευση και διαχωρισμό του διοξειδίου του άνθρακα

Διπλωματική Εργασία uoadl:1318131 695 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Κατεύθυνση Φυσικοχημεία
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2015-12-16
Έτος εκπόνησης:
2015
Συγγραφέας:
Ρήγας Ιωάννης
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Αν. Καθηγητής Ιωάννης Παπαϊωάννου
Πρωτότυπος Τίτλος:
Κεραμικές μεμβράνες υποστηριζόμενες μέσω ιοντικών υγρών για δέσμευση και διαχωρισμό του διοξειδίου του άνθρακα
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Ceramic membranes supported by ionic liquids for capture and separation of carbon dioxide
Περίληψη:
Η χρήση Υποστηριζόμενων Μεμβρανών Ιοντικών Υγρών (Supported Ionic Liquid
Membranes SILMs) στο διαχωρισμό αερίων έχει ευρέως μελετηθεί τα τελευταία
χρόνια. Για την ανάπτυξη μιας SILM, μια πορώδης μεμβράνη διαβρέχεται με
επιλεγμένο ιοντικό υγρό (ΙΥ) και η μεταφορά των υλικών που την διαπερνούν
γίνεται σύμφωνα με μηχανισμό μεταφοράς μάζας διάλυσης-διάχυσης. Τα ιοντικά
υγρά θερμοκρασίας δωματίου (Room Temperature Ionic Liquids, RTILs) παρουσιάζουν
αυξανόμενο ενδιαφέρον σε εφαρμογές που περιλαμβάνουν διαχωρισμό CO2 γεγονός που
οφείλεται στην μεγάλη διαλυτότητα του CO2 σε επιλεγμένα RTILs. Από τα πολλά
διαφορετικά RTILs αυτά που έχουν κατιόν βασισμένο στο ιμιδαζόλιο παρουσιάζουν
μεγάλη ικανότητα διάλυσης για το αέριο CO2. Αυτά τα RTILS μπορεί να αποκτήσουν
ακόμη μεγαλύτερη διαλυτότητα με την επιλογή ενός κατάλληλου ανιόντος, το οποίο
παίζει κυρίαρχο ρόλο στην διαλυτότητα αερίων. Επιπροσθέτως η διαλυτότητα του
CO2 στα ΙΥ αναμένεται να αυξηθεί με αύξηση του μήκους της αλκυλικής αλυσίδας
του κατιόντος.
Στην παρούσα εργασία διερευνούμε τον διαχωρισμό μειγμάτων αερίων CO2 και Ν2 με
χρήση μεμβρανών SILMs που φέρουν ιοντικά υγρά με αλκυλο-ιμιδαζολικά κατιόντα
του τύπου 1-alkyl-3-methylimidazolium. Εμπορικές πολυστρωματικές κεραμικές
μεμβράνες υπερδιήθησης χρησιμοποιήθηκαν ως πορώδη υποστρώματα προκειμένου να
αναπτυχθούν οι υπό μελέτη SILMs. Το πορώδες στρώμα διαχωρισμού αποτελείται από
ένα λεπτό στρώμα μεσοπορώδους γ-αργιλίας με μέγεθος πόρων 10 nm. Στα
πειράματά μας χρησιμοποιήθηκαν τα ΙΥ 1-αίθυλο-3-μεθυλιμιδαζόλιο
τρικυανομεθανίδιο [EMIM]+[TCM]-, 3-μεθυλιμιδαζόλιο τρικυανομεθανίδιο
[BMIM]+[TCM]- και 1-όκτυλο-3-μεθυλιμιδαζόλιο τρικυανομεθανίδιο [OMIM]+[TCM]-
για την μελέτη της επίδρασης του κατιόντος στην αποδοτικότητα διαχωρισμού των
μεμβρανών. Για την μελέτη της επίδρασης του ανιόντος χρησιμοποιήθηκε το ΙΥ
1-βουτυλο-3-μεθυλιμιδαζόλιο διαιθυλοφωσφορικό ([ΕMIM]+[DEPO4]-) και συγκρίθηκε
με την διαχωριστική ικανότητα της μεμβράνης με το υποστηριζόμενο ΙΥ
[EMIM]+[TCM]-. Τέλος μελετήθηκε η θερμική επεξεργασία στις SILMs με [ΒMIM]
+[TCM]– και [ΕMIM]+[DEPO4]–.
Λέξεις-κλειδιά:
Ιοντικά υγρά, Μεμβράνες, Διαπερατότητα, Εκλεκτικότητα, Δέσμευση
Ευρετήριο:
Ναι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
iii-vi
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
71
Αριθμός σελίδων:
xi,117