بررسی کلسیناسیون غشای زئولیتی DD3R و کاهش ترک های نانومتری جهت بهبود عملکرد آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مرکز تحقیقات مواد نانوساختار، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز

2 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند تبریز

چکیده

در این پژوهش، سنتز پودر و غشای زئولیتی DD3R با استفاده از روش رشد ثانویه انجام شد. آنالیزهای XRD و SEM، سنتز موفق پودر و لایه زئولیتی DD3R را نشان می ­دهد. کلسیناسیون غشا در C­500 و با نرخ گرمایش C/min 0/2 انجام شد. آزمون عبوردهی گاز نیتروژن، همزمان با افزایش دما در مراحل متفاوت دمایی انجام شد. نتایج نشان می ­دهند که پس از رسیدن به دمای C 425، عبوردهی گاز نیتروژن حدود 100 برابر افزایش می­ یابد، که نشان دهنده شوک حرارتی و ایجاد حفرات غیرزئولیتی در ابعاد نانومتری در غشا است. کلسیناسیون غشا در دمای C­500 و با سرعت گرمایش C/min 0/1 نیز منجر به ایجاد ترک در غشا شد. در نهایت، کلسیناسیون غشای DD3R در دمای C 425 و با سرعت گرمایش C/min 0/2 شوک حرارتی و ترک را در ساختار غشا به حداقل رساند، بطوریکه انتخاب­ پذیری CO2/CH4 و N2/CH4  به ترتیب برابر 11-10 و 5-4 اندازه گیری شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study on the calcination of DD3R zeolite membrane and reduce the nanometric cracks to improve its separation performance

نویسندگان [English]

  • Mohammadjavad Vaezi 1
  • Mohsen Moghimi 1
  • Masoud Gohargeranbaha 1
  • AliAkbar Babaluo 2
1 Nanostructure Materials Research Center, Faculty of Chemical Engineering, Sahand University of Technology
2 Sahand University of technology
چکیده [English]

In this study, the DD3R zeolite powder and membrane were synthesized via a secondary growth method. The XRD and SEM analyses show the successful synthesis of the DD3R zeolite powder and membrane. The calcination of the membrane was carried out at 500 ◦C with a heating rate of 0.2 ◦C/ min. The N2 gas permeation test was carried out at different temperature steps simultaneously with increasing the temperature. The results show that after 425 ◦C, N2 permeation increases by about 100 times, which indicates thermal shock and creating non-zeolite pores with size in nanometric range in the membrane. The calcination of another membrane at 500 ◦C with a heating rate of 0.1 ◦C/ min also was resulted in defects of the membrane. Finally, the calcination of the DD3R membrane at 425 ◦C with a heating rate of 0.2 ◦C/min prevented thermal shock, and then the defects were minimized in the membrane. So that, the perm-selectivity of CO2/CH4 and N2/CH4 were measured 10-11 and 4-5, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • DD3R Zeolite Membrane
  • Calcination Temperature
  • Heating/Cooling Rate
  • Nanometric Pores