در اين طرح ابداعي غشاي كامپوزيتي بر پايه لايه گزينشگر PEBAX1657 ساخته شد. در كارهاي صورت گرفته، يك لايه گزينشگر بر روي ساپورت تهيه ميشود، كه به دليل نفوذ محلول پليمري به درون تخلخل هاي لايه پايه تراوايي و گزينشگري كاهش مي يابد، لذا اصلاحاتي در جهت كاهش نفوذ محلول پليمري به درون تخلخل ها انجام شده كه بيشتر اين تحقيقات بر روي ساخت لايه پايه و كاهش شعاع تخلخل هاي آن متمركز ميباشند. در طرح حاضر براي جلوگيري از اين نفوذ از يك لايه مياني پليمري ديگر ستفاده ميشود. از آنجايي كه لايه انتخاب شده تراوايي زيادي در برابر گازها دارد، استفاده از آن به عنوان يك لايه نه تنها باعث كاهش تراوايي نميشود، بلكه با جلوگيري از نفوذ لايه گزينشگر به لايه پايه و تشكيل لايه يكنواخت بر سطح لايه مياني تراوايي و گزينشگري را افزايش ميدهد. لايه نشاني ها از طريق يك شيوه جديد سطح شيبدار براي لايه نشاني محلول PDMS روي PAN و دستگاه اسپين كتر براي كت نمودن محلول PEBAX روي لايه ميانيPDMS صورت ميگيرد. استفاده از روش اسپين كتر باعث تشكيل لايه يكنواخت تر شده و غشاهاي تكرار پذير با گزينشگري بيشتري را حاصل ميكند. غشاي ساخته شده گزينشگري بالايي براي گاز CO2 داشته و به طور موثري در جداسازي اين گاز مورد استفاده قرار ميگيرد كه به شدت در كاهش آلودگي هوا نقش داشته و از مهمترين اهداف اختراع ميباشد. در اين كار از ديگر اهداف مهم افزايش تراوايي غشا بدون كاهش در گزينشگري آن مي باشد كه با توجه به حضور لايه گزينشگر بر روي يك ساپورت اين امر قابل دستيابي بود، به طوركلي زمان هاي جداسازي براي غشاهايي كه از يك لايه گزينشگر كت شده بر روي ساپورت تهيه شده اند به دليل كاهش ضخامت لايه گزينشگر نسبت به غشاهاي خالص بسيار كوتاه تر بوده و اين غشاها تراوايي بسيار بالايي دارند. استفاده از اين لايه مياني كه نوآوري كار انجام شده ميباشد تراوايي غشاي كامپوزيتي را نزديك به دو برابر افزايش داده بدون اينكه باعث كاهش گزينشگري شود. به علاوه از آنجايي كه غشاي حاصل به صورت كامپوزيتي و بر روي يك لايه ساپورت ساخته شده مقاومت مكانيكي بسيار بالايي در برابر فشارهاي بالاي اعمال شده نسبت به غشاهاي خالص دارد و از طرف ديگر تراوايي بالاي اين غشاها، نياز به اعمال فشارهاي خيلي بالا نداشته و كاهش هزينه هاي مربوطه را به دنبال خواهد داشت. پليمر PEBAX يكي از پليمرهاي بسيار مناسب براي جداسازي گازهاي قطبي و از جمله CO2 از گازهاي غير قطبي بوده و از نظر كارايي و قيمت بسيار مقرون به صرفه مي باشد. به طور كلي از آنجايي كه روش ساخت تكرار پذير بوده و مواد مورد استفاده از نظر قيمت به صرفه ي اقتصادي ميباشند. غشاي حاصل ميتواند در مدول هاي غشايي مورد استفاده قرار گرفته و قابليت صنعتي شدن دارد.

پلي آميد-بلاك-اتيلن اكسيد (PEBAX) كه يك كوپليمر است و از دو بخش پليمري شيشه اي (پلي آميد) و پليمري آمورف (پلي اتيلن اكسيد) تشكيل شده و به دليل پايداري مكانيكي و مقاومت حرارتي بالا همچنين به دليل حضور گروه اتري در ساختار خود كه مي تواند با گازهاي قطبي چون CO2 برهمكنش خوبي داشته باشد، مورد توجه قرار مي گيرد، اما مشكل نفوذ پذيري كم اين كوپليمر را با اضافه كردن نانو فيلرهاي معدني كه با مختل كردن فشردگي زنجيرهاي پليمري باعث افزايش حجم فضاي خالي و در نهايت افزايش نفوذپذيري مي شوند مي توان بهبود بخشيد. . امروزه نانولوله هاي كربني (CNTs) و نانو مواد جديد پايه كربني به دليل خواص فيزيكي، الكترونيكي وخواص موثرشان در تقويت مواد پليمري به دليل پيوند هاي c-c در لايه گرافيتي كه از قويترين پيوندهاي شيميايي طبيعي است و ساختار sp2 آنها كه در سختي و كشش محوري نقش دارند به عنوان پتانسيل هاي قابل توجهي براي افزايش استحكام غشاهاي كامپوزيتي مورد توجه اند. در كار حاضر با بهره گيري از اين نانو مواد علاوه بر بهبود مقاومت مكانيكي، شاهد افزايش كارايي غشا حاصله در جداسازي گاز هستيم. در اين كار، استفاده از حلال DMAc به عنوان حلال پليمر و بستر بسيار مناسبي جهت ديسپرس CNTs موجب دستيابي به فيلم كاملا يكنواخت، با پايداري و خواص تراوايي بالا شده است. كاربرد اين غشاها به طور ويژه در صنايع نفت، گاز و پتروشيمي و محيط زيست مي باشد.

اين اختراع با عنوان غشاي پليمري نانو كامپوزيتي PEBAX/ سيليكا بر پايه فرآيند سل – ژل براي جداسازي گازي در زمينه شيمي، جداسازي گازي، محيط زيست، صنايع نفت و گاز و پليمر و مباحث مرتبط با مهندسي شيمي كاربرد دارد. ضرورت جداسازي گازهاي قطبي از گاز طبيعي به روشي كارآمد، انگيزه اي براي حركت به سمت فناوري غشايي مي باشد. از طرفي غشاهاي با تراوايي بالا داراي گزينش پذيري كم و بالعكس، هستند و اين از محدوديت هاي فرآيندهاي غشايي مي باشد. در اين اختراع با انتخاب محيط پليمري از جنس پليمر PEBAX-1657 كه تمايل مناسبي به گازهاي قطبي بالاخص كربن دي اكسيد دارد و حلال دي متيل استاميد با تطابق ساختاري با پليمر و ايجاد شرايط مناسب براي كنترل فرآيند سل-ژل، باعث ايجاد محلول يكنواخت پليمري مي شود و از طرفي انتخاب افزودني از فاز معدني از جنس سيليكا كه به دليل گروه هاي هيدروكسيل روي سطح خود كارايي غشا را در جداسازي كربن دي اكسيد از متان بالا مي برد و از طرف ديگر به كار گيري روش سل-ژل به صورت درجا، براي وارد كردن فاز معدني در محيط پليمري كه باعث توزيع يكنواخت و مناسب فاز معدني شده است، افزايش همزمان تراوايي و گزينش پذيري حاصل شده است.