مقدمه

جداسازی آب از استونیتریل فرآیند دشواری میباشد چرا که این دو ماده در هر نسبتی در یکدیگر حل شده، هر دو کوچک مولکول و قطبی هستند و از همه مهمتر اینکه مخلوطی از آن با %۱۶ وزنی آب در شرایط اتمسفریک تشکیل نقطه آزئوتروپ میدهد .[۱] تراوش تبخیری۱ یک فرایند مناسب برای جداسازی اجزای مخلوطهایی با نقطه آزئوتروپ میباشد. تراوش تبخیری یک فرایند غشایی است که جزء مورد نظر با کمک یک غشای متراکم جدا میشود. در این فرایند، خوراک یک مخلوط مایع است که در تماس با یک طرف غشاء قرار دارد اما فقط یکی از اجزای موجود در خوراک ترجحاًی به غشاء نفوذ میکند. قسمت پایینی غشاء تحت

۱ pervaporation

۱۰۱۹

خلأ است که باعث میشود مایع عبوری از غشاء به شکل بخار خارج شود.[۲] ویجایا و همکاران برای آب زدایی از استونیتریل از غشای ماتریس آمیخته نانو Y استفاده کردهاند.[۳]

آزمایش

مواد

هیدروکسید سدیم، آلومینیم ایزو پروپوکساید، تترامتیل آمونیم هیدروکسید، تترا اتیل ارتو سیلیکات، نیترات سدیم خریداریشده از شرکت مرک، سدیم آلژینات، سولفوساکسینیک اسید، استونیتریل، استون، اسیدکلریدریک تهیهشده از شرکت سیگما آلدریچ میباشد.

سنتز نانو زئولیت A

سنتز نانو زئولیت A به روش ناپیوسته و با استفاده از فرمولاسیون ارائهشده توسط Creaser و همکارانش [۴] به انجام رسیده است. فرمولاسیون مذکور پس از سنتز زئولیت با فرمولاسیون های مختلف و با تاکید بر خلوص فازی و افزایش بهره سنتز انتخاب گردیده است. در این روش از TMAOH به عنوان طاق ساز آلی استفاده گردیده است.

روش ساخت غشای ماتریس آمیخته آلژیناتA /

ابتدا محلول ۲/۵ وزنی آلژینات تهیهشده و سپس مقدار مشخصی از سوسپانسون زئولیت که به مدت ۳۰ دقیقه تحت عملیات اولتراسونیک قرارگرفته بدان اضافه میشود. بدین ترتیب محلولی برای ساخت غشاهایی یا ۲۰،۱۰و۳۰ زئولیت تهیه میشود. محلول مذکور در کریستالیزورهای شیشهای ریخته شده و در دمای محیط خشک میشود. سپس غشای خشکشده در داخل حمامی از آب- استون (۳۰/۷۰)، ۲ میلیلیتر هیدروکلریدریک اسید و ۴ میلیلیتر سولفوساکسینیک اسید به مدت ۲۴ ساعت قرارگرفته تا عملیات پیوند دهی عرضی انجام شود. غشای تهیهشده بعد از چندین مرتبه شستشو با آب مقطر برای انجام تست های تراوش تبخیری آمادهی استفاده میباشد. لازم به ذکر است که استون از انحلال اولیهی غشاء جلوگیری میکند و اسید کلریدریک به عنوان کاتالیزور عمل میکند.

آزمایشهای تراوش تبخیری

۱۰۲۰

شمایی از سیستم استفادهشده برای تراوش تبخیری در شکل ۱ نشان داده شده است. سطح موثر غشاء که در تماس با خوراک قرار دارد در مدول غشایی استفادهشده ۷۵ ۲ میباشد. به منظور حذف گرادیان غلظت مخلوط خوراک با سرعت ثابتی هم زده میشود. دمای خوراک در حین انجام آزمایش با دقت ۱ ثابت نگه داشته میشود.

× ×شکل-۱ شماتیکی از فرایند تراوش تبخیری
×نتایج

آنالیز XRD نانوزئولیت Aدر شکل۲ آورده شده است. همچنین در شکل ۳ تصویر SEM سطح غشاء و در شکل ۴ تصویری از مقطع عرضی غشای ماتریس آمیخته با ۳۰درصد وزنی زئولیت نشان داده شده است. شکل ۴ نشان میدهد اندازه نانو ذرهها حدود ۱۰۰ نانومتر و ضخامت غشاء حدود ۲۵ میکرومتر است.