Perubahan iklim menjadi cabaran global disebabkan oleh suhu permukaan
bumi yang semakin meningkat. Fenomena ini menjadi semakin meruncing dengan
perkembangan aktiviti perindustrian disebabkan oleh peningkatan pelepasan gas
rumah hijau terutamanya CO2. Ini menjadikan pemisahan CO2 daripada gas
serombong sebagai penyelidikan yang menarik berikutan peningkatan permintaan
untuk tenaga dan keperluan untuk teknik pemisahan gas yang cekap tenaga dan
mesra alam sekitar. Kebanyakan gas serombong dihasilkan bersama dengan CO2
yang perlu diasingkan untuk persekitaran yang bersih. Proses songsangan fasa kering-basah ialah salah satu teknik yang digunakan dalam tugas ini untuk memperbaiki prestasi membran. Teknik yang digunakan untuk proses songsangan fasa kering-basah adalah untuk menghasilkan permukaan
membran yang padat tak simetri dan kurang berliang untuk menggalakkan
pemisahan CO2 yang lebih baik. Penggunaan masa berdiri bebas (FST) yang lebih
tinggi sebelum direndam di dalam larutan penggumpalan dijangka mampu untuk
menyelesaikan masalah ini. Kepekatan optimum PEI polimer pada kepekatan 30 wt. %. Didapati dapat menghasilkan lapisan kulit yang padat, struktur seperti span dengan liang makro
seperti jari yang seragam di sublapisan. Membran yang dihasilkan mempunyai
ketelapan CO2 sebanyak 500.2 GPU dengan kememilihan sebanyak 1.43. Kesan
ketebalan acuan telah dikaji dan ketebalan acuan optimum diperolehi pada 300 μm.
Pada ketebalan acuan yang lebih tinggi, liang makro seperti jari adalah minimum
dengan lapisan kulit tebal sebanyak 16.84 μm. Penggunaan penggumpal yang lembut
seperti isopropanol menjurus kepada proses pemisahan tertangguh dengan lapisan
kulit yang tebal dan struktur seperti span yang hampir lengkap. Membran ini
memberikan ketelapan CO2 sebanyak 5.49 GPU dan kememilihan CO2/N2 sebanyak
11.44. Selain itu, suhu larutan penggumpalan telah digunakan untuk mengkaji
keadaan penggumpal yang membolehkan kememilihan CO2 yang lebih tinggi. Pada
suhu larutan penggumpal yang serendah 0 ⁰C, struktur membran mempunyai struktur
seperti span yang lengkap dengan ketebalan kira-kira 88.06 μm. Suhu larutan
penggumpal yang rendah menggalakkan pemisahan membran pada keadaan ini
dengan ketelapan CO2 sebanyak 3.41 GPU dan kememilihan sebanyak 18.94.
Sementara itu, terdapat pembentukan liang makro jejari pada suhu larutan
penggumpal melebihi 30 ⁰C dengan peningkatan ketebalan membran. Walau
bagaimanapun, membran PEI dengan masa berdiri bebas (FST) sebelum rendaman
ke dalam larutan penggumpal telah meningkatkan prestasi pemisahan CO2. Membran
ini, dengan 30 minit (FST) menunjukkan ketelapan CO2 sebanyak 3.35 GPU dengan
kememilihan CO2/N2 sebanyak 29.79. Membran ini didapati telah memperolehi
kawalan yang baik dalam penghasilan membran PEI yang optimum bagi pemisahan
CO2. Secara umumnya, keputusan keseluruhan menunjukkan membran PEI ini
mampu menghasilkan kememilihan yang baik berbanding dengan polimer lain untuk
pemisahan CO2. Kesimpulannya, membran PEI setanding untuk pemisahan CO2
dengan kememilihan yang baik.
__________________________________________________________________________________
The climate change becomes the global challenges due to the increasing
earth’s surface temperature. This phenomenon was aggravated by the expansion of
industrial activities due to the increasing emissions of the greenhouse gas mainly
CO2. This makes the separation of CO2 from flue gas attracted research interest due
to increasing demand for energy and the need for more energy efficient and
environmental friendly gas separation technique. Most of the flue gases are coproduced
with CO2 which needs to be removed in order to have a clean environment.
Dry-wet phase inversion process is one of the techniques that were adopted
in this work to further improve the membrane performance. The adopted technique
used to performed the dry-wet phase inversion is to have a dense asymmetric and a
less pores at the surface of the membrane to allow a more selective CO2. The use of
higher free standing time prior being immersed in coagulation is expected to solve
this problem. The optimum PEI polymer concentration was found to be at 30 wt. %. At this
concentration, the membrane has a dense skin layer, a sponge-like structure with
uniform finger-like macrovoid at the sub-layer. The produced membrane has CO2
permeance of 500.2 GPU with selectivity of 1.43. The casting thickness effect was
investigated and the optimum casting thickness is found at 300 μm. At higher casting
thickness, the finger-like macrovoid is minimal with a thick skin layer of 16.84 μm.
The utilization of soft coagulant such as isopropanol leads to delay demixing with
thick skin layer and almost complete sponge-like structure. This membrane gives
CO2 permeance of 5.49 GPU and a CO2/N2 selectivity of 11.44. Also, coagulant bath
temperature was used to study condition of coagulant that could favour higher CO2
selectivity. At lower coagulation bath temperature of 0 ⁰C, the membrane structure
has a complete spongy-like structure with a thickness of approximately 88.06 μm.
The lower coagulation bath temperature favours the membrane separation in this
condition with CO2 permeancce of 3.41 GPU and selectivity of 18.94. Meanwhile,
there is development of finger-like macrovoid at higher coagulation bath temperature
of 30 ⁰C upward with increasing thickness of the membrane. However, PEI
membranes with a free standing time (FST) prior immersion into coagulation bath
improved the CO2 separation performance. These membranes at 30 min (FST)
showed CO2 permeance of 3.35 GPU combined with a CO2/N2 selectivity of 29.79.
These membranes were found to acquire good control in producing the PEI
membrane for CO2 separation. Generally, the overall results showed the PEI membrane is able to producegood selectivity compared to other polymer for CO2 separation. It can be concluded
that the PEI membrane is comparable for CO2 separation with good selectivity.
Synthesis of asymmetric polyetherimide membrane for co2 n2 separation_Salaudeen Yusuf Olatunji_K4_2017_MYMY