Karbon dioksida (CO2) merupakan salah satu penyumbang utama kepada kesan rumah hijau yang kian meningkat sejak revolusi industri. Antara cara untuk mengurangkan pelepasan CO2 adalah penggunaan membran campuran matrik (MCM). MCM adalah berasaskan polimer membran yang diisi dengan partikal sama ada organik atau bukan organik. Prestasi membran campuran matrik kini masih boleh dipertingkatkan dengan pertambahan pengisi sama ada organik atau bukan organik. Membran campuran matrik disintesiskan dengan polimer polyvinylidene fluoride (PVDF) dan nano partikel silika (SiO2) dalam kajian ini. Melalui kajian ini, pertambahan SiO2 dalam sintesis membran telah dikenalpasti bahawa dapat mempertingkatkan darjah berkeberangkapan dan darjah kememilihan membran dan PVDF membran campuran matrik dengan pertambahan 1 wt% SiO2 menunjukkan prestasi cemerlang dari segi kebolehtelapan dan darjah kememilihan CO2/N2. Prestasi yang tinggi ini adalah disebabkan oleh penyebaran seragam antara SiO2 dan matriks PVDF yang meningkatkan isipadu bebas yang mencukupi antara rantaian polimer dan menambahkan antaramuka polimer/silika, seperti yang disahkan oleh keputusan pembiasan sinar-x. Kesimpulannya, pertambahan 1 wt% SiO2 merupakan formulasi yang paling baik berdasarkan korelasi pelbagai struktur membran dan sifat-sifat fizikal yang memihakkan pemisahan CO2 untuk sintesi membran campuran matrik dalam kajian ini.
_______________________________________________________________________________________________________
Carbon dioxide is the main contributor to greenhouse effect since industrial revolution. Gas separation using mixed-matrix membrane separation has benefits in the effort of CO2 removal over other separation technologies to address the global warming issue. Mixed-matrix membrane (MMMs) are based on polymeric membranes filled with either organic or inorganic particles as a mean to improve their gas separation performance. In this study, MMMs were prepared from polyvinylidene fluoride (PVDF) containing embedded hydrophobic silica nanoparticles (SiO2 NPs). The effects of incorporating hydrophobic SiO2 NPs into PVDF matrix in different loadings on the membrane properties were investigated. The membranes were characterized in terms of field emission scanning electron microscopy (FESEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), hydrophobicity, porosity and pore size distribution. The membranes were further characterized by CO2 absorption test via contactor system using distilled water as absorbent and pure CO2 as solute gas. Throughout the study, 1wt% SiO2/PVDF mixed matrix membrane was found to be the best formulation in term of its CO2/N2 selectivity and its characteristics over the neat PVDF membrane and 3wt% SiO2/PVDF mixed matrix membrane. The results revealed that the MMMs with 1 wt% SiO2 NPs have significantly smaller pore size, higher porosity and better hydrophobicity.
Mixed matrix membrane synthesis with silica nanoparticles for carbon dioxide separation / Kong Ka Man