متن کامل خبر


 
جلسه دفاع از رساله: زهره طاهرخانی- مهندسی پلیمریزاسیون

خلاصه خبر: جلسه دفاع از رساله: خانم زهره طاهرخانی

  • عنوان: بررسی تجربی و نظری تاثیر دما و پلی الکترولیت بر هدایت پروتونی در غشاهای الکترولیت پلیمری دما بالا بر پایه پلی بنزایمیدازول
  • ارائه‌کننده: زهره طاهرخانی
  • یاستاد راهنمای اول: دکتر مهدی عبداللهی
  • استاد راهنمای دوم: دکتر علیرضا شریف
  • استاد ناظر داخلی اول: دکتر محمدحسین نوید فامیلی
  • استاد ناظر داخلی دوم: دکتر سید سعید حسینی
  • استاد ناظر خارجی اول: دکتر شهرام مهدی¬پور(پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران)
  • استاد ناظر خارجی دوم: دکتر مهران جوانبخت (دانشگاه امیرکبیر)
  • استاد مشاور اول: دکتر محمدمهدی حسنی صدرابادی
  • مکان: دانشکده مهندسی شیمی-اتاق 351
  • تاریخ: 96/10/10
  • ساعت: 9:00

چکیدهغشاهای پلی¬بنزایمیدازول (PBI) دوپه¬شده با فسفریک اسید یکی از بهترین انتخاب¬ها به عنوان غشای دما بالا در پیل¬های سوختی به شمار می¬روند. اما، معضل فروشویی فسفریک ¬اسید در حین عملکرد، چالش اساسی در استفاده از این غشاها است. در این پژوهش، از دو پلی¬الکترولیت پلی(وینیل ¬فسفونیک ¬اسید) (PVPA) و پلی(اکریلیک ¬اسید) (PAA)، به عنوان جایگزین¬های فسفریک اسید در غشاهای PBI بهره برداری شد. ابتدا، با استفاده از مدل ریاضی توسعه یافته در این پژوهش و رفتار اسیدیته پلی¬الکترولیت¬ها، محدوده جرم مولکولی g.mol-1 2000-100000 برای سنتز پلی¬الکترولیت¬ها انتخاب شد. سپس، غشاهای آمیزه¬ای از PBI:PVPA و PBI:PAA با نسبت¬های مختلف از پلی¬الکترولیت¬ها در محدوده جرم¬¬های مولکولی فوق الذکر، ساخته شد. نتایج نشان داد که هدایت پروتونی غشاها با افزایش دما و نسبت و جرم مولکولی پلی¬الکترولیت¬ افزایش می¬یابد و مدل ارائه شده قادر به پیش¬بینی تاثیر دما و پلی¬الکترولیت بر هدایت پروتونی غشاها است و می¬تواند به عنوان مبنایی برای پیش¬بینی هدایت پروتون در غشاهای آمیزه PBI و پلی¬الکترولیت قرار گیرد. بیشینه مقدار هدایت پروتونی در دمای °C80، برای غشای حاوی PAA با جرم مولکولی g.mol-1100000 و نسبت مولی 1:4PBI:PAA=، برابر با mS.cm-1 4/7 و برای غشای حاوی PVPA با جرم مولکولی g.mol-142160 و نسبت مولی 1:1PBI:PAA=، برابر با mS.cm-1 01/0، بدست آمد که با نتایج مدل همخوانی نسبتا خوبی داشت. جذب آب، ظرفیت تبادل پروتون و انتخاب پذیری غشاها نیز با افزایش نسبت و جرم مولکولی پلی¬الکترولیت¬ها، افزایش یافته و غشاها خواص فیزیکی و مکانیکی مناسب را جهت استفاده در پیل سوختی نشان دادند. غشای حاوی PAA با جرم مولکولی g.mol-1100000 و نسبت مولی 1:4PBI:PAA= و غشای حاوی PVPA با جرم مولکولی g.mol-15600 و نسبت مولی 1:1PBI:PAA=، بالاترین مقادیر انتخاب¬پذیری، به ترتیب برابر با mSs.cm-3 109×24/2 (250 برابر غشای نفیون تجاری) وmSs.cm-3 106×50/4 را در دمای محیط نشان دادند. دلیل انتخاب¬پذیری بالا، عبور متانول پایین این غشاها در محدوده cm2.s-110-10 است. بررسی شکل¬شناسی سطح مقطع غشاهای PBI:PAA نشان داد که با افزایش جرم مولکولی و نسبت مولی PAA، به دلیل جدایی فازی در مرحله تبخیر و تعویض حلال، ساختار حفره شکل با عامل تخلخل زا آب در غشاها ایجاد می¬شود. استفاده از آب در تشکیل ساختار متخلخل در غشاها، علی¬رغم افزایش هدایت پروتون، مانع از افزایش عبور متانول در غشاها می¬شود. نتایج آزمون¬های FTIR ، DSC و تیتراسیون پتانسیومتری نیز انتقال پروتون از طریق سازوکار جهش پروتونی و شبکه پیوندهای هیدروژنی در غشاهای PBI:PAA و PBI:PVPA را تایید کرد.
کلمات کلیدیپلی¬بنزایمیدازول، پلی(وینیل ¬فسفونیک ¬اسید)، پلی(اکریلیک ¬اسید)، غشای الکترولیت پلیمری، سازوکار انتقال پروتون، مدل هدایت پروتون، فروشویی اسید

9 دی 1396 / تعداد نمایش : 150