در ساخت غشاهای الیاف توخالی، پارامترهای مختلفی نظیر درصد اجزا و سرعت حجمی محلول پلیمری و سیال درونی و فاصله هوایی بر ساختار و خواص غشا اثرگذارند. یکی از این پارامترها، ابعاد تارساز استفاده شده در ساخت غشاست که در پژوهش حاضر اثر این پارامتر بر خواص و کارایی غشای الیاف توخالی پلی اترایمید در تماس دهنده غشایی بررسی شد. از محلول پلیمری برای ساخت دو غشای الیاف توخالی استفاده شد، در حالی که ابعاد تارساز استفاده شده در ساخت غشاها با هم متفاوت بود. با افزودن آب به عنوان ضدحلال به محلول پلیمری، پایداری ترمودینامیکی محلول کاهش یافت تا با سرعت دهی به فرایند تغییر فاز، آثار تغییر در جهت گیری یا آسودگی زنجیرهای پلیمری بر ساختار غشای الیاف توخالی به حداقل مقدار برسد. غشاها با استفاده از آزمون های مختلف بررسی شد و کارایی آن ها در تماس دهنده غشایی و در فرایند جذب CO2 در دو حالت آب مقطر درون الیاف و گاز CO2 خالص در پوسته تماس دهنده و برعکس ارزیابی شد. نتایج این پژوهش نشان داد، ابعاد کوچک تر تارساز باعث بهبود خواص غشا شده که افزایش %250 اندازه متوسط حفره ها و افزایش %300 سرعت عبوردهی گاز از آن جمله است. همچنین، ابعاد کوچک تر تارساز باعث ایجاد حفره های بیشتری در ساختار غشا می شود که می توان آن را ناشی از کوتاه شدن طول نفوذ منعقدکننده دانست. همچنین، جذب CO2 به مقدار %150 افزایش یافته است.

روند رو به افزایش انتشار گازهای آلاینده، به ویژه گازهای گلخانه ای مانند کربن دی اکسید (CO2) و نقش آن ها در گرمایش کره زمین، تحقیقات بسیار زیادی را برای جداسازی این گازها در پی داشته است. به این منظور، فناوری تماس دهنده غشایی الیاف توخالی (HFMC)، با داشتن برتری هایی نسبت به فرایندهای مرسوم جداسازی، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. از موارد برتری این روش می توان به مصرف کمتر انرژی، نیازمندی به فضای کم، فراهم آوردن سطح تماس بالای انتقال جرم و افزایش مقیاس راحت تر، اشاره کرد. از این رو در مقایسه با روش های مرسوم جداسازی مانند جذب شیمیایی در برج های پرشده، جذب سطحی و تقطیر تبریدی، HFMC را می توان جایگزینی مناسب برای جداسازی گازهای آلاینده به ویژه CO2 که مهم ترین گاز گلخانه ای است، در نظر گرفت. در این مقاله، ویژگی های فنی و عوامل موثر بر عملکرد جداسازی HFMC به همراه نتایج تعدادی از مطالعات محققان خارجی و داخلی بررسی و چند شرکت خارجی فعال در این زمینه معرفی شده است.

وجود پساب های دارویی از مشکلات قابل توجه محیط زیست است. تماس دهنده های غشایی جهت تصفیه انواع پساب ها مورداستفاده هستند. در این پژوهش کارایی تماس دهنده های غشایی پلی وینیلیدین فلوراید - هگزا فلوروپروپیلن (PVDF-HFP) و پلی سولفون (PSF) در جداسازی آنتی بیوتیک از پساب دارویی مقایسه شدند. بدین منظور غشاهای الیاف توخالی PVDF-HFP به روش جداسازی فازی با غیر حلال (NIPS) تهیه شدند. غشاهای الیاف توخالی مشخصه یابی شدند. استخراج پنی سیلین جی از پساب دارویی با سامانه تماس دهنده غشایی مایع - مایع انجام شد. با روش سطح پاسخ بهینه سازی متغیرهای عملیاتی استخراج پنی سیلین جی انجام شد. نتایج نشان داد غشای PVDF-HFP ساختاری باز با حفره های انگشت مانند بزرگ، پوست بیرونی بسیار نازک و لایه داخلی بدون پوسته دارد. غشا دارای متوسط اندازه منافذ سطحی، تخلخل کلی و زاویه تماس آب به ترتیب µm 04/0، %84 و ˚94 است. غشای PVDF-HFP در شرایط عملیاتی بهینه شدت جریان فاز آبی  ml/min51 و شدت جریان فاز آلی ml/min 144، بیشینه شار استخراج پنی سیلین جی  kg/m2s10-3×54/1 را نشان داد. با مقایسه خصوصیات و استفاده از روش سطح پاسخ مشخص شد تماس دهنده غشایی PVDF-HFP شار استخراج بالاتری نسبت به PSF در جداسازی پنی سیلین جی از پساب دارویی دارد.

تماس دهنده های غشایی گاز-مایع به عنوان یکی از جایگزین های بالقوه برای حذف کربن دی اکسید در مقایسه با فناوری های متداول درنظر گرفته شده اند. با وجود این، ترشدگی غشاها به وسیله جاذب های مایع طی این فرایند، عملکرد تماس دهنده های غشایی را محدود می کند که این موضوع ضرورت استفاده از غشاهای ابرآب گریز را در این سامانه ها نشان می دهد. در سال های اخیر، استفاده از نانوذرات برای افزایش آب گریزی سطح غشاهای پلیمری و ساخت غشاهای نانوکامپوزیتی به طور قابل ملاحظه ای مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در راستای کاهش مشکل ترشدگی غشاها، در پژوهش پیش رو از نانوذرات سیلیکای پیوندخورده با گروه عاملی متیل (CH3SiO2) برای افزایش آب گریزی سطح غشای پلی پروپیلنی استفاده شد که این نانوذرات با روش سل-ژل سنتز شدند. غشاهای ساخته شده با آزمون های ATR-FTIR، FE-SEM، XRD و اندازه گیری زاویه تماس، استحکام مکانیکی و فشار نفوذ بحرانی ارزیابی شدند. نتایج حاصل از آزمون ATR-FTIR سنتز نانوذرات سیلیکای اصلاح شده با عامل متیل را روی سطح غشای پلی پروپیلنی تایید کرد. نتایج حاصل از اندازه گیری زاویه تماس نیز نشان داد، در غشاهای نانوکامپوزیتی با افزایش نسبت مولی MTES/TEOS از 1 تا 4، اندازه زاویه تماس از ° 125 تا ° 164 افزایش یافته ولی با افزایش بیشتر نسبت مولی MTES/TEOS اندازه زاویه تماس کاهش یافته است. همچنین با دقت در نتایج حاصل از اندازه گیری استحکام مکانیکی می توان دریافت، سنتز نانوذرات، استحکام کششی غشا را تا 12. 8MPa افزایش داده است. در نهایت، عملکرد غشاها در تماس دهنده های غشایی برای جذب گاز کربن دی اکسید ارزیابی شد که نتایج حاکی از کاهش شدید شار عبوری برای غشاهای خالص در مقایسه با غشاهای نانوکامپوزیتی بود.

فرضیه: هدف این پژوهش، رطوبت زدایی جریان گاز با یکی از جدیدترین روش ها: ی جداسازی است. فرایندهای مختلفی برای رطوبت زدایی پیشنهاد شده است که از آن جمله می توان به استفاده از مایع جاذب و فرایند جذب سطحی اشاره کرد که فرایند اول به دلیل هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی کمتر، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. روش ها: دو عدد ماژول تماس دهنده غشایی الیاف توخالی برای رطوبت زنی و رطوبت زدایی جریان گاز با استفاده از غشاهای الیاف توخالی پلی اتر ایمید ساخته شد. ابتدا گاز خشک ورودی، در ماژول تماس دهنده اول مرطوب شده و سپس فرایند رطوبت زدایی در ماژول دوم انجام شد. در فرایند رطوبت زدایی، جاذب مونواتیلن گلیکول، خارج از الیاف و گاز مرطوب داخل الیاف جریان داشتند و اثر عوامل مختلف عملیاتی مانند سرعت جریان و فشار گاز مرطوب ورودی بر عملکرد سامانه رطوبت زدا بررسی شد. یافته ها: نتایج نشان داد، با افزایش سرعت جریان گاز مرطوب از SLPM (standard liter per minute) برابر 1 به 3، شار جذب بخار آب %133 افزایش یافت که بیانگر غلبه اثر کاهش مقاومت انتقال جرم فاز گاز در فرایند رطوبت زدایی بر کاهش مقدار رطوبت گاز ورودی به سامانه رطوبت زداست. همچنین، با افزایش فشار گاز مرطوب از 1bar به 5bar، شار جذب بخار آب %55 کاهش یافت که نشان داد، کاهش مقدار رطوبت گاز ورودی به سامانه رطوبت زدا به دلیل افزایش فشار گاز بر فرایند جذب بخار آب اثر گذاشته است. بنابراین شرایط عملیاتی در فرایند رطوبت زدا باید براساس پارامترهای موثر انتخاب شود.

در این تحقیق، غشاهای توسعه یافته الیاف توخالی پلی سولفون (PSF) به روش جداسازی فازی ساخته شده اند. از افزودنی های غیرحلال پلی اتیلن گلایکول (PEG) و پلی وینیل پیرولیدن (PVP) جهت افزایش تخلخل غشاها در محلول پلیمری استفاده شده است. غشاهای ریز متخلخل در ماژول های تماس دهنده غشایی گاز-مایع قرار گرفتند و برای نمزدایی جریان گاز نیتروژن از تری اتیلن گلایکول(TEG) استفاده شده است. غشاها با بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، تست های تراوایی نیتروژن، درجه تخلخل کلی، فشار مرطوب شدن و فشار تخریب مشخصه یابی شدند. تصاویر SEMنشان داد که غشاهای تولید شده با افزودنی های PVP و PEG دارای ساختاری بسیار متخلخل با حفره های بند انگشتی بیشتر و نازک تر در مقایسه با غشای ساده می باشند. نتایج تست تراوایی نیتروژن نشان داد متوسط اندازه حفره تقریبا 112 نانومتر و تراوایی کلی GPU 16900 برای غشای توسعه یافته با PVP بدست آمده است. غشای توسعه یافته با PVP دارای درجه تخلخل کلی تقریبی 76% می باشد. غشاهای تولید شده با افزودنی ها به دلیل تشکیل ساختاری با حفره های بند انگشتی نازک تر و لایه اسفنجی ضخیم تر دارای فشار تخریب بالاتری نسبت به غشای ساده می باشند. نتایج تست جذب رطوبت نشان داد، در شدت جریان مایع ml/min250، غشای توسعه یافته با PVP دارای بیشترین میزان شار جذب رطوبت (m3/m2 s 7-10× 6/6) می باشد که تقریبا 10% بیشتر از شار غشای ساده و 5/6% بیشتر از شار جذب غشای تولید شده باPEGمی باشد.

در این مقاله یک مدل ریاضی دو بعدی برای جداسازی هم زمان CO2 و H2S در یک تماس دهنده غشایی الیاف توخالی پلی پروپیلن در حضور مونو اتانول آمین ارایه شده است. مدلسازی در دو جهت شعاعی و محوری بر مبنای کاملا خشک برای جریان غیر همسوی گاز و مایع بررسی شده است. برای ارزیابی مدل، نتایج حاصل از مدلسازی با داده های تجربی حذف CO2 در حضور حلال های فیزیکی آب و شیمیایی MEA مقایسه شدند. نتایج نشان داد که درصد دفع CO2 و H2S با افزایش دبی جریان مایع، تعداد الیاف ها، طول غشاء، غلظت حلال افزایش می یابد ولی با افزایش دبی جریان گاز به علت کم شدن زمان تماس کاهش می یابد. همچنین مشخص شد که در غلظت های کم حلال، H2S به طور کامل حذف می شود. نهایتا، نتایج نشان داد که با افزایش خیس شدگی میزان دفع این گازها کاهش می یابد.

در این پژوهش با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی، مدل دو بعدی حذف دی اکسید کربن (CO2) با یک تماس دهنده غشایی فیبر توخالی از جنس پلی وینیلیدین فلورید مورد بررسی قرار گرفت. در این مدل انتشار محوری و شعاعی لحاظ شده است. همین طور جریان همرفت در پوسته و لوله در نظر گرفته شده است. معادلات پیوستگی، مومنتوم و جرم به روش المان محدود حل شده است. نتایج این مدل تطابق خوبی را با داده های آزمایشگاهی حذف دی اکسیدکربن از مخلوط گاز توسط آب را دارد. در سرعت m/s 5 مایع جاذب درصد حذف دی اکسیدکربن در دمای ثابت 10 و C° 40 به ترتیب 36/55 و 25/46 % می باشد. در سرعت m/s 02/0 مخلوط گازی و سرعت m/s 5 مایع جاذب درصد حذف دی اکسیدکربن درجریان ناهمسو و همسو به ترتیب 43/51 و 34/23 % می باشد. با افزایش سرعت مایع راندمان حذف افزایش می یابد. با افزایش سرعت مخلوط گاز راندمان حذف کاهش می یابد. همچنین نشان داده شد که این روش قادر به پیش بینی عملکرد تماس دهنده غشایی فیبر توخالی برای جذب دی اکسید کربن از مخلوط های گازی است.