Please use this identifier to cite or link to this item:
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/12733
Title: | การดัดแปลงเมมเบรนพอลิซัลโฟนสำหรับการแยกแก๊ส CO2/CH4 โดยเทคนิคพลาสมากระแสตรง |
Other Titles: | Modification of Polysulfone Membranes by DC Plasma Techniques for CO2/CH4 Gas Separation |
Authors: | ธวัช ชิตตระการ โสรญา เรืองดิษฐ์ Faculty of Science (Physics) คณะวิทยาศาสตร์ ภาควิชาฟิสิกส์ |
Keywords: | ก๊าซ การแยก |
Issue Date: | 2017 |
Publisher: | มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ |
Abstract: | The aim of this work is to develope polysulfone membranes with high selectivity and permeability for separation of CO2 / CH, gas using Dry/Wet Phase Inversion technique. The effects of evaporation time of solvents in air, coagulation of bath temperature and concentration of ethanol in the polymer solution on the gas selectivity were studied. The result showed that the optimum condition for gas selectivity of CO2/CH, was the evaporation time, coagulation bath temperature and ethanol concentration added in casting solution of 120s, 10°C and 15.9%, respectirely. However, due to the inverse relationship of the selective value with the permeability, when the properties of the gas are increased, the gas permeability decreases. The membrane has been modified by irradiating with plasma in order to enhance the hydrophilic properties of the membrane surface. Due to its hydrophilic nature, CO, can be better than CH,, resulting in better permeability of CO, gas through the membrane. Therefore, the improvement of the membrane using the Dry/Wet Phase Inversion technique combined with the plasma technique can increase the selectivity through the permeability of the gas. But the hydrophilic property on the surface of the plasma-derived membrane is quickly dissipated. The retention of hydrophilic property of the plasma-derived membrane that modify by argon (Ar), oxygen (O2), mixed argon and oxygen (Ar & O2), sequences of argon and oxygen (Ar_O2) and sequences of oxygen and argon (O2 Ar) plasma have been studied. The plasma-derived membrane characteristic has been studied for wettability via Water Contact Angle (WCA) measurement while surface energy measurement using Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). The result show that modified membrane that bombarding with sequence of argon and oxygen plasma can enhance the hydrophilic property and can increase the permeability of CO/CH, up to 230% if compare with the untreated membrane. The hydrophilic property of plasma-derived membrane by sequence of argon and oxygen plasma has been prolonging up to 70 days. |
Abstract(Thai): | วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้เพื่อพัฒนาพอลซัลโฟนเมมเบรนให้มีค่าการเลือกผ่าน ที่ดีในการแยกแก๊ส CO./CH, และมีค่าการซึมผ่านสูง โดยศึกษาการเตรียมเมมเบรนด้วยเทคนิค Dry/Wet Phase Inversion ภายใต้เงื่อนไขการเปลี่ยนแปลงเวลาในการระเหยของตัวทําละลายใน อากาศ อุณหภูมิของอ่างตกตะกอน และการเพิ่มความเข้มข้นของเอทานอลในสารละลายพอลิเมอร์ คุณสมบัติที่มีผลต่อการเลือกผ่านแก๊สให้เพิ่มขึ้น พบว่าการใช้เวลาในการระเหยของตัวทําละลายใน อากาศที่ 120 วินาที อุณหภูมิของอ่างตกตะกอน 10°C และความเข้มข้นของเอทานอล 15.9 เปอร์เซ็นต์สามารถเตรียมเมมเบรนที่มีค่าการเลือกผ่านที่ดีที่สุด แต่เนื่องด้วยความสัมพันธ์แบบ ผกผันของค่าการเลือกผ่านและค่าการซึมผ่าน เมื่อคุณสมบัติในการเลือกผ่านแก๊สเพิ่มขึ้นกลับส่งผล ให้ค่าการซึมผ่านของแก๊สลดลง จึงได้ทําการปรับปรุงเมมเบรนด้วยเทคนิคพลาสมาเพื่อเพิ่ม คุณสมบัติชอบน้ําบนพื้นผิวเมมเบรน เนื่องจากคุณสมบัติชอบน้ําสามารถเหนี่ยวนําแก๊ส CO, ได้ ดีกว่า CH, ส่งผลให้ความสามารถในการซึมผ่านของแก๊ส CO, ผ่านเมมเบรนได้ดีขึ้น ดังนั้นใน งานวิจัยนี้ได้ปรับปรุงเมมเบรนโดยใช้เทคนิค Dry / Wet Phase Inversion รวมกับเทคนิคพลาสมา เพื่อเพิ่มค่าเลือกผ่านและค่าการซึมผ่านของแก๊ส แต่ความชอบน้ําบนพื้นผิวเมมเบรนที่เกิดจากการ อาบพลาสมานั้นสลายไปอย่างรวดเร็ว จึงได้มีการศึกษาผลของความแตกต่างของแก๊สที่ใช้กําเนิด พลาสมาโดยใช้แก๊ส อาร์กอน(Ar) ออกซิเจน (O) แก๊สผสมของอาร์กอนและออกซิเจน(Ar&O) การอาบพลาสมาเป็นลําดับของแก๊สอาร์กอนและออกซิเจน(Ar_O) และการอาบพลาสมาเป็นลําดับ ของออกซิเจนและอาร์กอน(O_Ar) การวิเคราะห์ผลความชอบน้ําโดยการวัดมุมสัมผัสน้ํา พลังงาน พื้นผิว และการเปลี่ยนแปลงทางเคมีโดยใช้เทคนิค Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) และ X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) พบว่าการอาบพลาสมาเป็นลําดับของ ออกซิเจนและอาร์กอนมีคุณสมบัติชอบน้ําสูงสุดจากทั้งหมด และสามารถรักษาความชอบน้ําได้ นานกว่า 70 วัน และส่งผลให้ค่าการซึมผ่านของแก๊สเพิ่มขึ้นถึง 230 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบจากเมม- เบรนที่ไม่ผ่านการอาบพลาสมา |
Description: | วิทยานิพนธ์ (วท.ม. (ฟิสิกส์))--มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, 2560 |
URI: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/12733 |
Appears in Collections: | 332 Thesis |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
423577.pdf | 5.86 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in PSU Knowledge Bank are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.