4. ConclusionMWCNT, SiO2, and ZSM-5

4. Conclusion
MWCNT, SiO2, and ZSM-5 were successfully modified with chemical methods to prepare MWCNT-NH2, SiO2-NH2, and ZSM-5-NH2, respectively. The mixed matrix composite membranes were fabricated with blend of PVAm and inorganic nanofillers as the separation layer and PS ultrafiltration membranes as the support layer. The effect of interface voids on gas transport is dependent on the interconnectivity and the size of interface voids. Ten kinds of separation layer structure of mixed matrix composite membranes and its corresponding gas transport pathway are discussed. When viscous flow can not occur for N2, O2 or CH4 transport through permeable inorganic nanofiller, an increase in gas permeance of the mixed matrix composite membranes with increasing feed pressure demonstrates that there are void channels between polymer phase and inorganic nanofiller phase and the size of interface voids is larger than the mean free path of the gas molecules. In other words, analyzing a trend in gas permeance with increasing feed pressure is a relatively quantitative method to assess the size of interface voids. Different combination of PVAm and inorganic nanofillers results in different interface morphologies which lead to different influences on gas transport properties of the mixed matrix composite membranes.

For the PVAm-pristine inorganic nanofiller/PS membranes, N2, O2 or CH4 permeance change with increasing feed pressure is due to membrane compaction and void-filling effect, surface flow and interface void channels. Different interface void channels play different roles in gas permeance change. The effect of void channels on an increase in gas permeance of PVAm-pristine inorganic nanofiller/PS membrane with increasing feed pressure varies in the order of PVAm-ZSM-5 void channels>PVAm-MWCNT void channels>PVAm-SiO2 void channels. The size of interface voids varies in the sequence of PVAm-ZSM-5 interface voids>PVAm-MWCNT interface voids>PVAm-SiO2 interface voids. At 0.5 MPa, the size of interface voids presents the following relationship: the size of the PVAm-ZSM-5 interface voids>15.7 nm>the size of the PVAm-MWCNT interface voids>the size of the PVAm-SiO2 interface voids>13.7 nm. The size of the PVAm-MWCNT, PVAm-SiO2 and PVAm-ZSM-5 interface voids decreases with increasing feed pressure. The reduction in CO2 permeance of the PVAm-pristine inorganic nanofiller/PS membranes is mainly ascribed to the tendency towards saturation of the carriers contained in PVAm polymer with increasing feed pressure.

Open-ended MWCNT-NH2 and porous ZSM-5-NH2 play a role in decreasing gas transport path in the PVAm-MWCNT-NH2/PS and PVAm-ZSM-5-NH2/PS membrane, respectively. Moreover, gas permeance of the PVAm-modified inorganic nanofiller/PS membrane is lower than that of the corresponding PVAm-pristine inorganic nanofiller/PS membrane at the same pressure. The result indicates that surface modification of inorganic nanofillers with compound containing the same functional groups as polymer is an effective approach to improve the interface compatibility between polymer chains and modified inorganic nanofillers. Considering permeance and selectivity, PVAm-SiO2-NH2/PS composite membrane is the best suitable membrane for CO2 gas separation among these composite membranes at the feed pressure of 0.5 MPa.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

4. บทสรุปMWCNT, SiO2 และ ZSM 5 ได้สำเร็จแก้ไข ด้วยวิธีการทางเคมีเพื่อ เตรียม MWCNT-NH2, SiO2-NH2, ZSM-5-NH2 ตามลำดับ สารผสมผสมเมตริกซ์ได้หลังสร้าง ด้วย PVAm และ nanofillers อนินทรีย์เป็นชั้นแยกและ PS ultrafiltration เข้าเป็นชั้นล่าง ผลของอินเตอร์เฟซ voids การขนส่งก๊าซจะขึ้นอยู่กับการเชื่อมโยงกันและขนาดของอินเทอร์เฟซ voids แยกชนิด 10 ชั้นโครงสร้างของเมทริกซ์ที่ผสมสารผสม และทางเดินขนส่งแก๊สเกี่ยวข้องจะ เมื่อกระแสความหนืดสามารถเกิด N2, O2 หรือ CH4 ขนส่งผ่าน nanofiller permeable อนินทรีย์ เพิ่มใน permeance ก๊าซของสารคอมโพสิตเมตริกซ์ผสมกับเพิ่ม ความดันอาหารแสดงให้เห็นว่า มีช่องยกเลิกระหว่างระยะพอลิเมอร์อนินทรีย์ nanofiller เฟส และขนาดของอินเทอร์เฟซ voids มีขนาดใหญ่กว่าเส้นทางอิสระเฉลี่ยของโมเลกุลแก๊ส ในคำอื่น ๆ วิเคราะห์แนวโน้มใน permeance ก๊าซมีความดันเพิ่มขึ้นที่ตัวดึงข้อมูลเป็นวิธีการเชิงปริมาณค่อนข้างที่จะประเมินขนาดของอินเทอร์เฟซ voids ชุดต่าง ๆ ของ PVAm และอนินทรีย์ nanofillers ผล morphologies อินเทอร์เฟซที่แตกต่างกันซึ่งทำให้อิทธิพลต่าง ๆ ในคุณสมบัติการขนส่งก๊าซของสารผสมผสมเมตริกซ์For the PVAm-pristine inorganic nanofiller/PS membranes, N2, O2 or CH4 permeance change with increasing feed pressure is due to membrane compaction and void-filling effect, surface flow and interface void channels. Different interface void channels play different roles in gas permeance change. The effect of void channels on an increase in gas permeance of PVAm-pristine inorganic nanofiller/PS membrane with increasing feed pressure varies in the order of PVAm-ZSM-5 void channels>PVAm-MWCNT void channels>PVAm-SiO2 void channels. The size of interface voids varies in the sequence of PVAm-ZSM-5 interface voids>PVAm-MWCNT interface voids>PVAm-SiO2 interface voids. At 0.5 MPa, the size of interface voids presents the following relationship: the size of the PVAm-ZSM-5 interface voids>15.7 nm>the size of the PVAm-MWCNT interface voids>the size of the PVAm-SiO2 interface voids>13.7 nm. The size of the PVAm-MWCNT, PVAm-SiO2 and PVAm-ZSM-5 interface voids decreases with increasing feed pressure. The reduction in CO2 permeance of the PVAm-pristine inorganic nanofiller/PS membranes is mainly ascribed to the tendency towards saturation of the carriers contained in PVAm polymer with increasing feed pressure.Open-ended MWCNT-NH2 and porous ZSM-5-NH2 play a role in decreasing gas transport path in the PVAm-MWCNT-NH2/PS and PVAm-ZSM-5-NH2/PS membrane, respectively. Moreover, gas permeance of the PVAm-modified inorganic nanofiller/PS membrane is lower than that of the corresponding PVAm-pristine inorganic nanofiller/PS membrane at the same pressure. The result indicates that surface modification of inorganic nanofillers with compound containing the same functional groups as polymer is an effective approach to improve the interface compatibility between polymer chains and modified inorganic nanofillers. Considering permeance and selectivity, PVAm-SiO2-NH2/PS composite membrane is the best suitable membrane for CO2 gas separation among these composite membranes at the feed pressure of 0.5 MPa.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

4. สรุป
MWCNT, SiO2 และ ZSM-5 มีการแก้ไขประสบความสำเร็จกับวิธีการทางเคมีเพื่อเตรียมความพร้อม MWCNT-NH2, SiO2-NH2 และ ZSM-5-NH2 ตามลำดับ เมทริกซ์ผสมเยื่อคอมโพสิตถูกประดิษฐ์ที่มีการผสมผสานของ PVAm และ nanofillers นินทรีย์เป็นชั้นแยกและ PS เยื่อกรองเป็นชั้นการสนับสนุน ผลกระทบของช่องว่างอินเตอร์เฟซในการขนส่งก๊าซจะขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อแบบและขนาดของช่องว่างอินเตอร์เฟซ สิบชนิดของโครงสร้างชั้นแยกเยื่อคอมโพสิตเมทริกซ์ผสมและก๊าซที่สอดคล้องกันของการขนส่งทางเดินที่จะกล่าวถึง เมื่อไหลหนืดไม่สามารถเกิดขึ้นได้ N2, O2 หรือ CH4 ขนส่งผ่าน nanofiller อนินทรีดูดซึมการเพิ่มขึ้นของก๊าซซึมผ่านของเยื่อคอมโพสิตเมทริกซ์ผสมที่มีการเพิ่มความดันฟีดแสดงให้เห็นว่ามีช่องทางเป็นโมฆะระหว่างเฟสลิเมอร์และอนินทรีเฟส nanofiller และขนาดของ ช่องว่างอินเตอร์เฟซที่มีขนาดใหญ่กว่าอิสระหมายความว่าเส้นทางของโมเลกุลของแก๊ส ในคำอื่น ๆ การวิเคราะห์แนวโน้มในการซึมผ่านของก๊าซที่มีการเพิ่มความดันฟีดเป็นวิธีการเชิงปริมาณที่ค่อนข้างที่จะประเมินขนาดของช่องว่างอินเตอร์เฟซ ที่แตกต่างกันและ PVAm nanofillers นินทรีย์ส่งผลให้รูปร่างลักษณะที่แตกต่างกันซึ่งอินเตอร์เฟซที่นำไปสู่การมีอิทธิพลต่อการที่แตกต่างกันเกี่ยวกับคุณสมบัติขนส่งก๊าซของเยื่อคอมโพสิตเมทริกซ์ผสม. สำหรับ PVAm-เก่าแก่ nanofiller นินทรีย์ / เยื่อ PS, N2, O2 CH4 หรือซึมผ่านการเปลี่ยนแปลงที่มีการเพิ่มความดันฟีด เกิดจากการบดอัดเมมเบรนและผลเป็นโมฆะไส้ไหลพื้นผิวและช่องอินเตอร์เฟซที่เป็นโมฆะ อินเตอร์เฟซที่แตกต่างกันช่องโมฆะมีบทบาทที่แตกต่างกันในการเปลี่ยนแปลงการซึมผ่านของก๊าซ ผลกระทบของช่องเป็นโมฆะในการเพิ่มขึ้นของก๊าซซึมผ่านของ PVAm-เก่าแก่ nanofiller นินทรีย์ / PS เมมเบรนที่มีการเพิ่มความดันอาหารแตกต่างกันไปในคำสั่งของ PVAm-ZSM-5 ช่องเป็นโมฆะ> PVAm-MWCNT ช่องโมฆะ> PVAm-SiO2 ช่องโมฆะ ขนาดของช่องว่างอินเตอร์เฟซที่แตกต่างกันไปในลำดับของ PVAm-ZSM-5 ช่องว่างอินเตอร์เฟซ> ช่องว่างอินเตอร์เฟซ PVAm-MWCNT> อินเตอร์เฟซ PVAm-SiO2 ช่องว่าง ที่ 0.5 เมกะปาสคาล, ขนาดของช่องว่างอินเตอร์เฟซที่มีการจัดความสัมพันธ์ต่อไปนี้: ขนาดของ PVAm-ZSM-5 ช่องว่างอินเตอร์เฟซ> 15.7 นาโนเมตร> ขนาดของช่องว่างอินเตอร์เฟซ PVAm-MWCNT> ขนาดของช่องว่างอินเตอร์เฟซ PVAm-SiO2> 13.7 นาโนเมตร ขนาดของ PVAm-MWCNT, PVAm-SiO2 และ PVAm-ZSM-5 ช่องว่างอินเตอร์เฟซที่ลดลงด้วยการเพิ่มความดันฟีด การลดการซึมผ่านของก๊าซ CO2 nanofiller อนินทรี PVAm-บริสุทธิ์ / เยื่อ PS มีการกำหนดส่วนใหญ่จะมีแนวโน้มไปสู่ความอิ่มตัวของผู้ให้บริการที่มีอยู่ในพอลิเมอ PVAm กับการเพิ่มความดันฟีด. เปิดสิ้นสุดวันที่ MWCNT-NH2 และมีรูพรุน ZSM-5-NH2 เล่น บทบาทในการลดเส้นทางการขนส่งก๊าซใน PVAm-MWCNT-NH2 / PS และ PVAm-ZSM-5-NH2 / เมมเบรน PS ตามลำดับ นอกจากนี้ยังมีการซึมผ่านของก๊าซ PVAm แก้ไขอนินทรี nanofiller / เมมเบรน PS ต่ำกว่าที่สอดคล้อง PVAm-เก่าแก่ nanofiller นินทรีย์ / PS เมมเบรนที่ความดันเดียวกัน ผลการวิจัยพบว่าการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของ nanofillers นินทรีย์ที่มีสารประกอบที่มีการทำงานเป็นกลุ่มเดียวกับพอลิเมอเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงการทำงานร่วมกันระหว่างอินเตอร์เฟซโซ่ลิเมอร์และแก้ไข nanofillers นินทรีย์ พิจารณาการซึมผ่านและการเลือก, PVAm-SiO2-NH2 / PS เมมเบรนคอมโพสิตเป็นเมมเบรนที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการแยกก๊าซ CO2 ในหมู่เยื่อคอมโพสิตเหล่านี้ในอาหารความดัน 0.5 MPa

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

4 . สรุป
mwcnt SiO2 และ 5 ) , แก้ไขด้วยวิธีทางเคมีเพื่อเตรียมความ mwcnt-nh2 sio2-nh2 , และ zsm-5-nh2 ตามลำดับ เมทริกซ์ผสมผสมเยื่อถูกประดิษฐ์ด้วยส่วนผสมของ pvam และอนินทรีย์ nanofillers เป็นแยกชั้นและ PS กรองเมมเบรนเป็นชั้นสนับสนุนผลของช่องว่างเชื่อมต่อการขนส่งก๊าซขึ้นอยู่กับ interconnectivity และขนาดของช่องว่างในอินเตอร์เฟซ สิบชนิดของการแยกชั้นของเยื่อแผ่นผสมโครงสร้างเมทริกซ์และเส้นทางการขนส่งก๊าซที่สอดคล้องกันว่า เมื่อการไหลหนืดไม่เกิดขึ้นสำหรับ N2 O2 หรือการขนส่งผ่านซึมเข้าร่าง nanofiller อนินทรี ,การเพิ่มขึ้นของก๊าซผสม permeance ของเมทริกซ์คอมโพสิตเมมเบรนที่มีการเพิ่มความดันอาหารแสดงให้เห็นว่ามีช่องว่างระหว่างช่อง ระยะ nanofiller อนินทรีย์พอลิเมอร์และระยะและขนาดของอินเตอร์เฟซที่เป็นช่องว่างขนาดใหญ่กว่าค่าเฉลี่ยฟรีเส้นทางของก๊าซโมเลกุล ในคำอื่น ๆการวิเคราะห์แนวโน้มในการเพิ่มความดันก๊าซ permeance กับอาหารเป็นวิธีที่ค่อนข้างเชิงปริมาณเพื่อประเมินขนาดของช่องว่างในอินเตอร์เฟซ การรวมกันที่แตกต่างกันของ pvam nanofillers อนินทรีย์และผลในอินเตอร์เฟซที่แตกต่างกันลักษณะซึ่งนำไปสู่อิทธิพลที่แตกต่างกันในคุณสมบัติการขนส่งก๊าซของเมทริกซ์ผสมผสมเยื่อ .

สำหรับ pvam เก่าแก่อนินทรีย์ nanofiller / PS + N2 , O2 หรือ permeance เปลี่ยนร่างด้วยการเพิ่มความดันอาหารเนื่องจากการบดอัดเมมเบรนและเป็นโมฆะกรอกผล , การไหลของพื้นผิวและช่องโมฆะอินเตอร์เฟซ ที่แตกต่างกันติดต่อโมฆะช่องทางเล่นบทบาทที่แตกต่างกันใน permeance แก๊สเปลี่ยนผลของการเพิ่มช่องว่างในช่อง permeance pvam เก่าแก่ของก๊าซอนินทรีย์ nanofiller / PS เยื่อที่มีความดันเพิ่มขึ้นอาหารแตกต่างกันไปในคำสั่งของ pvam-zsm-5 ช่อง > โมฆะ pvam mwcnt ช่องว่างช่อง > pvam-sio2 ช่องว่างช่อง ขนาดของช่องว่างอินเตอร์เฟซที่แตกต่างกันในลำดับของ pvam-zsm-5 ช่องว่าง > ช่องว่าง > pvam-sio2 อินเตอร์เฟซ pvam mwcnt อินเตอร์เฟซ อินเตอร์เฟซ voids . ที่ 0.5 MPa ,ขนาดของช่องว่างติดต่อแสดงความสัมพันธ์ต่อไปนี้ : ขนาด voids อินเตอร์เฟซ pvam-zsm-5 > 15.7 nm > ขนาดของ pvam mwcnt เชื่อมช่องว่าง > ขนาด voids อินเตอร์เฟซ pvam-sio2 > 13.7 nm . ขนาดของ pvam mwcnt pvam-sio2 pvam-zsm-5 , และอินเตอร์เฟซช่องว่างลดลงเมื่อเพิ่มความดันอาหารลด CO2 permeance ของ pvam เก่าแก่อนินทรีย์ nanofiller / PS เยื่อเป็นส่วนใหญ่ ascribed ไปแนวโน้มต่อความอิ่มตัวของผู้ให้บริการที่มีอยู่ใน pvam พอลิเมอร์ที่มีการเพิ่มแรงดันให้

เปิดสิ้นสุด mwcnt-nh2 รูพรุน zsm-5-nh2 มีบทบาทในการลดเส้นทางการขนส่งก๊าซใน pvam-mwcnt-nh2 / PS และ PS pvam-zsm-5-nh2 / เยื่อแผ่นตามลำดับ นอกจากนี้ก๊าซ permeance ของ pvam แก้ไขอนินทรีย์ nanofiller / PS แผ่นต่ำกว่าที่ของเกี่ยวข้อง pvam เก่าแก่อนินทรีย์ nanofiller / PS เมมเบรนที่ความดันเดียวกันผลการศึกษาพบว่า การปรับผิว nanofillers กับอนินทรีย์สารประกอบเดียวกันหมู่ฟังก์ชันเป็นพอลิเมอร์เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงความเข้ากันได้ระหว่างโซ่พอลิเมอร์อนินทรีย์และอินเตอร์เฟซ nanofillers แก้ไข และพิจารณา permeance ของการเลือกpvam-sio2-nh2 / PS คอมโพสิตเมมเบรนที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการแยกก๊าซ CO2 ของเยื่อเมมเบรนคอมโพสิตเหล่านี้ที่ป้อนแรงดัน 0.5 MPa