Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/55515
| Title: | การแยกแก๊สผสมไนโตรเจน/คาร์บอนไดออกไซด์/มีเทนด้วยเมมเบรนฐานไคโตซาน |
| Other Titles: | SEPARATION OF NITROGEN/CARBON DIOXIDE/METHANE MIXED GAS BY CHITOSAN BASED MEMBRANE |
| Authors: | ณัฐศิษฎ์ ม่วงมันดี |
| Advisors: | ขันทอง สุนทราภา |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์ |
| Advisor's Email: | Khantong.S@Chula.ac.th,khantong.s@chula.ac.th |
| Subjects: | เมมเบรนแยกก๊าซ ไคโตแซน Gas separation membranes Chitosan |
| Issue Date: | 2559 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | งานวิจัยนี้ใช้เมมเบรนฐานไคโตซานแบบเนื้อแน่นที่ผลิตในประเทศเพื่อศึกษาการแยกแก๊สไฮโดรคาร์บอนออกจากแก๊สอนินทรีย์ ชนิดของเมมเบรนฐานไคโตซานที่ใช้ในงานวิจัย ได้แก่ แบบไม่เชื่อมขวาง แบบเชื่อมขวาง แบบไม่เชื่อมขวางไคโตซาน-ซีโอไลต์ แบบเชื่อมขวางไคโตซาน-ซีโอไลต์ แบบไม่เชื่อมขวางที่มีการปรับปรุงพื้นผิว และแบบเชื่อมขวางที่มีการปรับปรุงพื้นผิว ผลการศึกษาขนาดรูพรุนพบว่าเมมเบรนไคโตซานมีขนาดรูพรุนเฉลี่ยเท่ากับ 22 อังสตรอม สารซีโอไลต์ 4A เชิงพาณิชย์ที่ใช้มีขนาดรูพรุนเฉลี่ยเท่ากับ 11 อังสตรอม ผลของซีโอไลต์ในเมมเบรนไคโตซาน-ซีโอไลต์ ทำให้ค่าซึมผ่านของแก๊สทุกชนิดลดลง และไม่เกิดการถ่ายโอนมวลผ่านเมมเบรนเมื่อมีปริมาณซีโอไลต์ 10 และ 30% โดยน้ำหนัก พื้นผิวของเมมเบรนที่ผ่านการปรับปรุงด้วยการแช่ในสารละลายซิลเวอร์ไนเตรตกลายเป็นสีน้ำตาลอ่อนซึ่งคาดว่าเกิดจากปฏิกิริยาของไอออนซิลเวอร์กับหมู่ฟังก์ชันของไคโตซาน นอกจากนั้นยังทำให้ความสามารถทนต่อแรงดึงของเมมเบรนลดลง เมมเบรนที่เหมาะสมในการใช้แยกแก๊สมีเทนออกจากแก๊สไนโตรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ในระบบแก๊สเดี่ยว ที่อุณหภูมิห้องและความดันขาเข้า 4 บาร์เกจ คือเมมเบรนไคโตซานแบบไม่เชื่อมขวางที่ผ่านการปรับปรุงผิวด้วยการแช่ในสารละลายซิลเวอร์ไนเตรตความเข้มข้น 0.05 โมลาร์ ทำให้ได้ค่าซึมผ่านแก๊สไนโตรเจน มีเทน และคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นจาก 139.9±14.2, 184.0±14.5 และ 108.1±3.6 แบร์เรอร์ เป็น 4815.0±306.4, 8323.0±652.1 และ 3644.6±313.0 แบร์เรอร์ ตามลำดับ ได้ค่าเลือกสรรคู่แก๊สมีเทนต่อไนโตรเจนและมีเทนต่อคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับเมมเบรนที่ไม่ได้ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวจาก 1.3±0.1 และ 1.7±0.2 เป็น 1.7±0.2 และ 2.3±0.2 ตามลำดับ ผลการศึกษาสมรรถนะการแยกแก๊สในระบบแก๊สผสมซึ่งประกอบด้วย แก๊สไนโตรเจน 5% โดยปริมาตร, คาร์บอนไดออกไซด์ 8% โดยปริมาตร และมีเทน 87% โดยปริมาตร ที่อุณหภูมิห้องและความดันขาเข้า 4 บาร์เกจ พบว่าค่าเลือกสรรคู่แก๊สข้างต้นลดลงเป็น 1.2±0.1 และ 1.1±0.1 ตามลำดับ เนื่องจากเกิดการแข่งขันระหว่างโมเลกุลของแก๊สทั้งสามชนิดในแก๊สผสม |
| Other Abstract: | Locally commercial dense chitosan based membranes were studied for the separation of hydrocarbon gas from inorganic gases. The chitosan based membranes used in this work were uncrosslinked, crosslinked, uncrosslinked chitosan-zeolite, crosslinked chitosan-zeolite, surface-modification uncrosslinked and surface-modification crosslinked types. It was found that the average pore size of chitosan membranes and locally commercial zeolite 4A powder were 22 and 11 angstrom, respectively. The addition of zeolite decreased the gas permeability and there was no gas permeation at 10 and 30%wt of zeolite contents. The membrane modification by immersion in the silver nitrate solution turned a light brown surface due to the chemical reaction between silver ions and functional group of chitosan. Moreover, their tensile strengths were deteriorated. The candidate membrane was uncrosslinked chitosan with surface modification in 0.05M silver nitrate solution. Its permeabilities of N2, CH4 and CO2 at room temperature and inlet pressure of 4 barg were increased from 139.9±14.2, 184.0±14.5 and 108.1±3.6 barrers to 4815.0±306.4, 8323.0±652.1 and 3644.6±313.0 barrers, respectively. The gas pair selectivity of CH4/CO2 and CH4/N2 were increased from untreated uncrosslinked membranes of 1.3±0.1 and 1.7±0.2 to 1.7±0.2 and 2.3±0.2, respectively. For the separation of mixed gas of 5%vol nitrogen, 8%vol carbon dioxide and 87%vol methane at room temperature and inlet pressure of 4 barg, the gas pair selectivity were decreased to 1.2±0.1 and 1.1±0.1, respectively, due to the competition among the three gas molecules in the gas mixture. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2559 |
| Degree Name: | วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | เคมีเทคนิค |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/55515 |
| URI: | http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2016.8 |
| metadata.dc.identifier.DOI: | 10.58837/CHULA.THE.2016.8 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Sci - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 5771986523.pdf | 3.4 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.