Ανάπτυξη μεμβρανών που βασίζονται σε πολυμερικά ιονικά υγρά για διαχωρισμό CO2 από CH4
Η εκτεταμένη χρήση ορυκτών καυσίμων συνεπάγεται την έκλυση ρυπογόνων αερίων στην ατμόσφαιρα, με σοβαρές επιπτώσεις στο περιβάλλον, αλλά και την ανθρώπινη υγεία. Προκειμένου να αντιμετωπισθεί το φαινόμενο αυτό, το ερευνητικό ενδιαφέρον έχει στραφεί στην εύρεση τρόπων απομάκρυνσης των εν λόγω αερίων (...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2021
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/15237 |
| id |
nemertes-10889-15237 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-152372022-09-05T09:40:14Z Ανάπτυξη μεμβρανών που βασίζονται σε πολυμερικά ιονικά υγρά για διαχωρισμό CO2 από CH4 Development of polymeric membranes based on polymeric ionic liquids for separation of CO2 from CH4 Μανούσου, Αθηνά Ντεϊμεντέ, Χρυσοβαλάντω Καλλίτσης, Ιωάννης Μπόκιας, Γεώργιος Manousou, Athina Πολυμερικά ιονικά υγρά (PILs) Ιονικά υγρά (ILs) Πυρρολιδίνια Ιμιδαζολικά άλατα Πολυμερικές μεμβράνες Διαχωρισμός αερίων Διασυνδεδεμένες μεμβράνες Polymeric ionic liquids (PILs) Ionic liquids Pyrrolidinium salts Imidazolium salts Polymeric membranes Gas separation Crosslinked membranes 541.34 Η εκτεταμένη χρήση ορυκτών καυσίμων συνεπάγεται την έκλυση ρυπογόνων αερίων στην ατμόσφαιρα, με σοβαρές επιπτώσεις στο περιβάλλον, αλλά και την ανθρώπινη υγεία. Προκειμένου να αντιμετωπισθεί το φαινόμενο αυτό, το ερευνητικό ενδιαφέρον έχει στραφεί στην εύρεση τρόπων απομάκρυνσης των εν λόγω αερίων (και κυρίως του CO2) από τον ατμοσφαιρικό αέρα. Η εφαρμογή των πολυμερικών ιονικών υγρών (PILs) ως μεμβράνες διαχωρισμού CO2 αποτελεί ένα ταχέως αναπτυσσόμενο πεδίο τα τελευταία χρόνια, καθώς τα πολυμερικά ιονικά υγρά συνδυάζουν τις ιδιότητες των ιονικών υγρών, όπως την υψηλή ικανότητα ρόφησης CO2, με τις εγγενείς ιδιότητες των πολυμερών (π.χ. βελτιωμένη ικανότητα επεξεργασίας και αυξημένη μηχανική σταθερότητα). Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε η ανάπτυξη μηχανικά και θερμικά σταθερών μεμβρανών που βασίζονται σε πολυμερικά ιονικά υγρά, για εφαρμογή τους στο διαχωρισμό του διοξειδίου του άνθρακα από μίγμα αερίων. Συγκεκριμένα, συντέθηκαν πολυμερικά ιονικά υγρά που φέρουν ιμιδαζολικά και πυρρολιδινικά άλατα, έπειτα από χημική τροποποίηση ενός πρόδρομου πολυμερούς με την εισαγωγή των κατάλληλων κατιονικών ομάδων. Επειδή στις περισσότερες περιπτώσεις δεν ήταν δυνατή η παρασκευή αυθύπαρκτων μεμβρανών, εξετάστηκαν διάφορες μεθοδολογίες, όπως η ανάμιξη αυτών με PILs υψηλού μοριακού βάρους, η διασύνδεση και η ανάμιξη τους με ελεύθερα ιονικά υγρά, στοχεύοντας έτσι στην λήψη μεμβρανών με βελτιωμένη μηχανική αντοχή. Όλες οι μεμβράνες που παρασκευάστηκαν, χαρακτηρίστηκαν με φασματοσκοπία FTIR-ATR, ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM), θερμοσταθμική ανάλυση (TGA), ενώ επιπλέον μελετήθηκαν ως προς τη διαχωριστική τους ικανότητα στα αέρια CO2 και CH4 χρησιμοποιώντας την μέθοδο Wicke–Kallenbach. The wide usage of fossil fuels leads to the emission of pollutant gases in the atmosphere, which has serious consequences on the environment and the human health. In order to deal with this phenomenon, the research community is focusing in finding ways to remove these gases (and especially CO2), from the atmospheric air. Lately, application of polymeric ionic liquids (PILs) as membranes for CO2 separation stands for a rapid evolving area, as polymeric ionic liquids combine the properties of ionic liquids, such as high CO2 sorption, with the polymeric properties (i.e. tuning ability and improved mechanical stability). In the present work, mechanically and thermally stable membranes have been developed based on polymeric ionic liquids for CO2 separation. Specifically, PILs bearing imidazolium and pyrrolidinium salts have been synthesized, after modification of a precursor polymer by incorporation of the proper cationic groups. Due to the limited ability of the synthesized PILs to prepare self-standing membranes, different approaches have been applied, such as mixing these PILs with another PIL of high molecular weight, crosslinking and mixing with free ionic liquids, aiming to the preparation of membranes with enhanced mechanical stability. All the synthesized membranes were characterized with FTIR-ATR spectroscopy, scanning electronic microscopy (SEM), thermal gravimetric analysis (TGA) and have also been studied for their gas separation properties (CO2 and CH4), using the Wicke–Kallenbach method. 2021-09-30T10:45:02Z 2021-09-30T10:45:02Z 2019-07-18 Thesis http://hdl.handle.net/10889/15237 gr 12 application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Πολυμερικά ιονικά υγρά (PILs) Ιονικά υγρά (ILs) Πυρρολιδίνια Ιμιδαζολικά άλατα Πολυμερικές μεμβράνες Διαχωρισμός αερίων Διασυνδεδεμένες μεμβράνες Polymeric ionic liquids (PILs) Ionic liquids Pyrrolidinium salts Imidazolium salts Polymeric membranes Gas separation Crosslinked membranes 541.34 |
| spellingShingle |
Πολυμερικά ιονικά υγρά (PILs) Ιονικά υγρά (ILs) Πυρρολιδίνια Ιμιδαζολικά άλατα Πολυμερικές μεμβράνες Διαχωρισμός αερίων Διασυνδεδεμένες μεμβράνες Polymeric ionic liquids (PILs) Ionic liquids Pyrrolidinium salts Imidazolium salts Polymeric membranes Gas separation Crosslinked membranes 541.34 Μανούσου, Αθηνά Ανάπτυξη μεμβρανών που βασίζονται σε πολυμερικά ιονικά υγρά για διαχωρισμό CO2 από CH4 |
| description |
Η εκτεταμένη χρήση ορυκτών καυσίμων συνεπάγεται την έκλυση ρυπογόνων αερίων στην ατμόσφαιρα, με σοβαρές επιπτώσεις στο περιβάλλον, αλλά και την ανθρώπινη υγεία. Προκειμένου να αντιμετωπισθεί το φαινόμενο αυτό, το ερευνητικό ενδιαφέρον έχει στραφεί στην εύρεση τρόπων απομάκρυνσης των εν λόγω αερίων (και κυρίως του CO2) από τον ατμοσφαιρικό αέρα. Η εφαρμογή των πολυμερικών ιονικών υγρών (PILs) ως μεμβράνες διαχωρισμού CO2 αποτελεί ένα ταχέως αναπτυσσόμενο πεδίο τα τελευταία χρόνια, καθώς τα πολυμερικά ιονικά υγρά συνδυάζουν τις ιδιότητες των ιονικών υγρών, όπως την υψηλή ικανότητα ρόφησης CO2, με τις εγγενείς ιδιότητες των πολυμερών (π.χ. βελτιωμένη ικανότητα επεξεργασίας και αυξημένη μηχανική σταθερότητα).
Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε η ανάπτυξη μηχανικά και θερμικά σταθερών μεμβρανών που βασίζονται σε πολυμερικά ιονικά υγρά, για εφαρμογή τους στο διαχωρισμό του διοξειδίου του άνθρακα από μίγμα αερίων. Συγκεκριμένα, συντέθηκαν πολυμερικά ιονικά υγρά που φέρουν ιμιδαζολικά και πυρρολιδινικά άλατα, έπειτα από χημική τροποποίηση ενός πρόδρομου πολυμερούς με την εισαγωγή των κατάλληλων κατιονικών ομάδων. Επειδή στις περισσότερες περιπτώσεις δεν ήταν δυνατή η παρασκευή αυθύπαρκτων μεμβρανών, εξετάστηκαν διάφορες μεθοδολογίες, όπως η ανάμιξη αυτών με PILs υψηλού μοριακού βάρους, η διασύνδεση και η ανάμιξη τους με ελεύθερα ιονικά υγρά, στοχεύοντας έτσι στην λήψη μεμβρανών με βελτιωμένη μηχανική αντοχή. Όλες οι μεμβράνες που παρασκευάστηκαν, χαρακτηρίστηκαν με φασματοσκοπία FTIR-ATR, ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM), θερμοσταθμική ανάλυση (TGA), ενώ επιπλέον μελετήθηκαν ως προς τη διαχωριστική τους ικανότητα στα αέρια CO2 και CH4 χρησιμοποιώντας την μέθοδο Wicke–Kallenbach. |
| author2 |
Ντεϊμεντέ, Χρυσοβαλάντω |
| author_facet |
Ντεϊμεντέ, Χρυσοβαλάντω Μανούσου, Αθηνά |
| format |
Thesis |
| author |
Μανούσου, Αθηνά |
| author_sort |
Μανούσου, Αθηνά |
| title |
Ανάπτυξη μεμβρανών που βασίζονται σε πολυμερικά ιονικά υγρά για διαχωρισμό CO2 από CH4 |
| title_short |
Ανάπτυξη μεμβρανών που βασίζονται σε πολυμερικά ιονικά υγρά για διαχωρισμό CO2 από CH4 |
| title_full |
Ανάπτυξη μεμβρανών που βασίζονται σε πολυμερικά ιονικά υγρά για διαχωρισμό CO2 από CH4 |
| title_fullStr |
Ανάπτυξη μεμβρανών που βασίζονται σε πολυμερικά ιονικά υγρά για διαχωρισμό CO2 από CH4 |
| title_full_unstemmed |
Ανάπτυξη μεμβρανών που βασίζονται σε πολυμερικά ιονικά υγρά για διαχωρισμό CO2 από CH4 |
| title_sort |
ανάπτυξη μεμβρανών που βασίζονται σε πολυμερικά ιονικά υγρά για διαχωρισμό co2 από ch4 |
| publishDate |
2021 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/15237 |
| work_keys_str_mv |
AT manousouathēna anaptyxēmembranōnpoubasizontaisepolymerikaionikaygragiadiachōrismoco2apoch4 AT manousouathēna developmentofpolymericmembranesbasedonpolymericionicliquidsforseparationofco2fromch4 |
| _version_ |
1771297190554107904 |
