Vyhodnocení sorpce plynu v membránách s polymerní matricí založený na bilanci vstupních a výstupních toků plynu do a z membány

Ing. Petr Uchytil, CSc.

Membránové procesy se v současné době řadí mezi perspektivní separační postupy pro dělení plynných směsí, protože jsou relativně jednoduché a energeticky nenáročné. Jejich výhodou je dále možnost optimalizovat separační postup použitím vhodných membrán pro danou směs.  To na druhou stranu vyžaduje při vyhledávání vhodných membrán testování transportních vlastností velkého množství membrán připravených z různých materiálů. Proto použití kvalitního testovacího zařízení, které poskytuje spolehlivé a rychlé výsledky, je velmi žádoucí.

Naše skupina se již dlouhou dobu zabývá testováním transportu plynů polymerními membránami, navrhla a na našem ústavu se zkonstruovalo několik testovacích aparatur. Současné aparatury používané v zahraničních laboratořích poskytují údaje o permeabilitě plynu a o difuzivitě, ale neumožňují stanovit sorpci plynu v dané membráně. Všechny tyto údaje nezbytné k popisu transportu plynu polymerní membránou jsme schopni vyhodnotit z jednoho experimentu.

Naše nově navržená a zkonstruovaná permeační aparatura , která je založena na jednoduché myšlence, že rozdíl mezi tokem permeaujícího plynu do a z membrány odpovídá sorbovanému plynu v membráně, umožňuje měřit nárůst sorbovaného množství plynu v membráně. Toto bylo umožněno speciální konstrukcí permeační cely, kdy byl kladen důraz na velikost uzavíratelných objemů nad a pod membránou, tak, aby množství plynu v membráně bylo srovnatelné s množstvím plynů uzavřeného v těchto objemech.

• Setničková K.,* Jiřiště L., Malý M., Petričkovič R., Tseng H.-H., Uchytil P.*: An approach for evaluating gas sorption in polymer matrix membranes based on balancing incoming and outgoing membrane mass fluxes. Journal of Membrane Science 2022, 661(NOV 5), 120867. doi: 10.1016/j.memsci.2022.120867