در اين اختراع مدول غشايي كامپوزيتي با طرح جديد به منظور جداسازي گازها با استفاده از فناوري نوين غشايي انجام شده است. مدول غشايي شامل سه قسمت اصلي درپوشهاي فلزي براي آب بندي دو سر غشا، درپوش فلزي بدنه و بدنه اصلي مدول مي باشد. درپوشهاي فلزي دو سر غشا طوري طراحي شده اند كه امكان آب بندي انواع غشاهاي پالاديومي، سيليكايي و زئوليتي بر روي پايه هاي لوله اي مختلفي از قبيل سراميكي، فلزي و شيشه اي و در طولهاي مختلف غشايي وجود دارد. همچنين مي توان در دماهاي پايين (با استفاده از اورينگ هاي سيليكوني و وايتوني) و درماهاي بالا (با استفاده از واشرهاي گرافيتي و فلزي) آب بندي مناسبي انجام داد. از ديگر خصوصيات درپوشهاي فلزي دو سر غشا، تعبيه نمودن مسيري براي جمع كردن گاز عبوري از غشا و همچنين وارد كردن گاز جاروب كننده مي باشد. درپوش فلزي بدنه متصل شده به غشاي شامل درپوشهاي فلزي، با استفاده از پيچ و واشر مسي به بدنه اصلي آب بندي مي شود. بدنه اصلي مدول شامل دو مسير جريان ورودي و خروجي مي باشد كه جريان ورودي به دليل طي مسير مارپيچي، امكان پيش گرم كردن خوراك را فراهم مي نمايد. در نهايت در مدول غشايي طراحي و ساخته شده، امكان آسيب ديدگي غشا در حين آب بندي به حداقل مي رسد و مي توان به تعداد دفعات مكرر غشا را وارد يا خارج نمود بدون آنكه لطمه اي به غشا وارد شود. در ادامه به منظور كاربرد اين مدول غشايي طراحي و ساخته شده در جداسازي گازها، تستهاي عبوردهي گاز از غشاي كامپوزيتي نانوساختار پالاديومي انجام گرفت. بررسي ها حاكي از آن است كه هم در دماهاي پايين با استفاده از اورينگ سيليكوني و هم در دماي بالا با استفاده از واشر گرافيتي آب بندي مناسب با طرح جديد مدول غشايي مي توان انجام داد بدون آنكه هيچ آسيبي به غشا وارد شود.

در اين اختراع غشاهاي كامپوزيتي آلياژ پالاديومي بر روي پايه¬هاي با طرح لوله¬¬اي ساخته و به منظور توليد و تخليص هيدروژن در راكتور غشايي مورد ارزيابي قرار گرفت. به منظور فعالسازي پايه-هاي سراميكي از روش نوين فعالسازي آلي- غيرآلي براي اولين بار در سطح بين المللي استفاده گرديد. لايه نشاني آلياژ پالاديوم به روش متوالي بدون اعمال جريان الكتريكي با استفاده از سامانه سنتز غشاي طراحي و ساخته شده صورت پذيرفت. نتايج تستهاي عبوردهي گاز هيدروژن از غشاي كامپوزيتي آلياژ پالاديومي ساخته شده حاكي از افزايش ميزان عبوردهي با افزايش دما و اختلاف فشار دو سمت غشا بود. نتايج بررسي تاثير ساير گازها بر عبوردهي نشان دهنده كاهش عبوردهي هيدروژن به دلايل مختلفي از قبيل پلاريزاسيون غلظتي، جذب رقابتي و رسوب كربن بر روي سايتهاي فعال كاتاليستي غشاي فلزي مي باشد. در نهايت غشاي تهيه شده براي اولين بار در سطح كشوري در راكتور غشايي طي فرآيند خودگرماي متان استفاده گرديد كه نتايج حاصل حاكي از افزايش ميزان تبديل متان علي الخصوص در فشارهاي بالاتر در راكتور غشايي نسبت به راكتور معمولي بود.

باريت يكي از كاني هاي صنعتي است كه در ايران بصورت سنگ معدن به وفور يافت مي شود. يكي از مراحلي كه در توليد تركيبات باريم حائز اهميت است. تبديل باريت به سولفيد باريم مي باشد كه معمولا در صنعت به وسيله عامل كاهنده كربن احيا مي گردد. در اين اختراع، براي اولين بار در سطح جهاني از فرايند اكستروژن جهت آماده سازي و احياي باريت استفاده و تاثير آن بر سرعت واكنش احيا ارزيابي شده است. تاثير فرآيند اكستروژن بر سرعت واكنش در رطوبت هاي مختلف در حضور كاتاليست مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج حاصل نشان داد كه اولا فرايند اكستروژن سرعت احياي باريت را به ميزان قابل توجهي افزايش داده و حداكثر سرعت زماني بدست مي آيد كه رطوبت خمير اوليه از 24/3% تجاوز ننمايد. بنابراين فرايند اكستروژن تاثير قابل توجهي بر احياي باريت دارد بطوريكه زمان و دماي بهينه براي مخلوط پودري باريت و كك در حضور كاتاليست به ترتيب 1000C و 15 دقيقه مي باشد اين در حالي است كه زمان و دماي بهينه براي نمونه هاي تهيه شده به كمك فرايند اكستروژن با رطوبت 4/3% در حضور كاتاليست به ترتيب 950C و 9 دقيقه مي باشد كه اين امر مي تواند به كاهش مصرف انرژي و افزايش راندمان توليد در مقياس صنعتي كمك نمايد.

در اين اختراع غشاهاي كامپوزيتي پالاديومي بر روي پايه هاي نانو ساختار سراميكي با طرح لوله اي ساخته و به منظور تخليص هيدروژن ارزيابي شده است. براي ساخت اين گونه غشاها، از پايه هاي سراميكي نانوساختار كه مالكيت حقوقي آن نيز به مركز تحقيقات مواد نانو ساختار دانشگاه صنعتي سهند تبريز تعلق دارد استفاده گرديد. به منظور فعالسازي پايه هاي سراميكي از دو روش نوين فعالسازي بهره برده شد كه استفاده از لايه آلكوكسيدي حاوي نانو ذرات پالاديوم براي اولين بار در كشور و استفاده از لايه پليمري حاوي نانو ذرات پليمري در سطح بين المللي انجام مي باشد. نتايج آناليز آزمايشگاهي نشان داد كه هر دو روش فعالسازي منجر به توزيع مناسب و يكنواختي از نانوذرات پالاديوم مي باشد كه براي سنتز لايه نهايي پالاديومي بسيار مناسب مي باشد. در نهايت به منظور سنتز لايه نهايي غشايي پالاديومي، براي اولين بار در كشور راكتور ساخت غشا به روش لايه گذاري بدون اعمال جريان الكتريكي ( ELP) طراحي و ساخته شد و به همراه تجهيزات جانبي اعم از پمپ خلا براي اعمال خلا، حمام آب به منظور تامين دماي ايزوترمال و دستگاه همزن مغناطيس جهت همزدن براي سنتز لايه نهايي پالاديومي مورد استفاده قرار گرفت. بعد از دو الي سه مرتبه تكرار مراحل لايه نشاني به روش ELP، خشك كردن و عمليات حرارتي تحت اتمسفر هيدروژن در دماهاي بالا، غشاهاي كامپوزيتي نانوساختار پالاديومي عبوردهي آرگون نداشت كه نشان دهنده چگال بودن غشاي سنتز شده مي باشد. در ادامه به منظور كاربرد اين غشاها در جداسازي هيدروژن، تستهاي عبوردهي گاز هيدروژن از غشاي كامپوزيتي نانوساختار پالاديومي انجام گرفت كه با افزايش دما، عبوردهي هيدروژن از غشاي پالاديومي نهايي افزايش مي يابد كه به دليل فعال شدن سايت هاي كاتاليستي پالاديومي به منظور افزايش حلاليت هيدروژن مي باشد. اين در حالي است كه عبوردهي آرگون بسيار ناچيز بوده و مي توان در مقابل عبوردهي هيدروژن از آن صرف نظر كرد. لذا اين نوع غشاها مي توانند براي توليد هيدروژن خالص با گريدهاي بالا (گريد 5 و 6) مورد استفاده قرار بگيرند طوريكه هيدروژني با اين خلوص براي مصارف خاص بويژه به عنوان خوراك پيل هاي سوختي مي تواند در توسعه اين فناوري از انرژي هاي نو نقشي كليدي بازي كند