Hydrogen is the most abundant element in
the universe, can be produced by water, stored easily, conversed into thermal,
mechanical and electrical energy so it can be considered as the energy carrier
of the future due to these characteristics . Hydrogen separation using membrane method has the
advantage over other separation methods in that it is less energy intensive and
environmental friendly. In order to membrane
properties become better and increase the performance of gas separation
membranes, mixed matrix membranes (MMMs) have been developed.
MOFs as a new fillers in MMM with high surface area and pore volume enhance the
H2 gas separation properties.
In this study, MOF-5 and Co-doped MOF-5 particles were synthesized,
characterized and incorporated into polyimide to investigate the effect of
filler on the H2 gas permeation. Co-doped
MOF-5/PI MMMs with different loading rate (5wt.%, 10wt.%, 15wt.%) were
fabricated. The characterization was performed by different analysis
techniques. The gas analyses results showed that permeability of H2
gas in mixed matrix membrane including MOF-5 and Co-doped MOF-5 particules,
enhanced with increasing the loading rate (5wt.%, 10wt.%, 15wt.%) at room
temperature and pressure of 500 kPa. Furthermore, metal doped MOFs/PI is the highest gas permeation properties
compared to pure PI and MOF-5/PI.
Ondokuz Mayıs Universitesi
PYO.MUH. 1901.14.003
The authors wish to thank the Ondokuz Mayıs Universitesi for its financial support through project PYO.MUH. 1901.14.003.
Evrende bol miktarda
bulunan hidrojen, su tarafından üretilebilir, kolayca depolanabilir, termal,
mekanik ve elektrik enerjisine dönüşebilir, bu özelliklerinden dolayı geleceğin
enerji taşıyıcısı olarak düşünülebilir. Membran metodu kullanılarak
hidrojen ayırma, diğer ayırma yöntemlerine göre daha az enerji yoğunluğu ve
çevre dostu olması gibi olumlu yönlere sahiptir. Gaz ayırma membranlarının
performansının arttırılması ve membran özelliklerinin daha iyi hale gelmesi
için karışık matris membranlar (MMM'ler) geliştirilmiştir. Karışık
matriksli membranlarda dolgu maddesi olarak kullanılabilen, yüksek yüzey alanı ve gözenek hacmine sahip MOF'lar, H2
gazı ayırma özelliklerini arttırmaktadır. Bu çalışmada, MOF-5 ve Co
katkılı MOF-5 partikülleri sentezlenmiş, karakterize edilmiş ve dolgu
maddesinin H2 gaz geçirgenliği üzerindeki etkisini araştırmak için
poliimid içine katılmıştır. Farklı yükleme oranlarına
sahip katkılı MOF-5/PI MMM'ler (ağırlıkça % 5, % 10 ve % 15) üretilmiştir ve
karakterizasyonları farklı analiz teknikleriyle gerçekleştirilmiştir. Gaz analiz sonuçları, MOF-5 ve Co katkılı MOF-5 dahil
olmak üzere karışık matriksli membranda H2 gazının geçirgenliğinin,
oda sıcaklığında ve 500 kPa'lık basınç altında farklı yükleme oranlarında
(ağırlıkça% 5,% 10,% 15) arttığını göstermiştir. Ayrıca, metal katkılı
MOF/PI’in, saf PI ve MOF-5/PI ile karşılaştırıldığında en yüksek gaz
geçirgenlik özelliklerine sahip olduğu görülmüştür.
PYO.MUH. 1901.14.003
Birincil Dil | İngilizce |
---|---|
Konular | Mühendislik |
Bölüm | Makaleler |
Yazarlar | |
Proje Numarası | PYO.MUH. 1901.14.003 |
Yayımlanma Tarihi | 31 Mart 2019 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2019 Sayı: 15 |