Date of Award

10-2019

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science (MS)

Department

Chemistry

First Advisor

Sayed Marzouk

Second Advisor

Mohamed H. Al-Marzouqi

Abstract

The design and construction of a 6-channel parallel gas diffusion system and its application to evaluating the proposed novel approach for gas fingerprinting are described. The present gas diffusion system allows the simultaneous recording of the pressure accumulation of the permeating test gas behind six different gas permeable membranes, respectively. The obtained simultaneous diffusion rates through different membranes demonstrated clear potential as a new technique for qualitative gas identification of the ten test gases used in the present work. The test gases were helium, neon, argon hydrogen, nitrogen, carbon dioxide, methane, ethane, propane, and ethylene, which are representative examples of mono-, di-, tri- and polyatomic gases. The utilized membranes included Teflon AF, Silicone Rubber, track-etch hydrophilic polycarbonate, track-etch hydrophobic polycarbonate, track-etch polyimide, nanoporous anodic alumina, Zeolite ZSM-5, and Zeolite Nay. A preliminary investigation of the possibility of applying the developed gas diffusion system in the semi-quantitative analysis of the N2-CO2 binary mixture is also reported. Finally, the proposed analogy between the rate of pressure accumulation of the permeating gas into the confined space behind the membrane and the charging of a capacitor in an RC circuit is thoroughly validated both theoretically and experimentally.

Comments

تم تصميم ووصف تصنيع نظام لقياس سرعة انتشار الغازات وهو ذو ستة قنوات متوازية وكذلك تطبيقه في تقويم تقنية جديدة تم اقتراحها للحصول على بصمة مميزة لكل غاز تستخدم في التحديد النوعي. يسمح نظام انتشار الغازات بالتسجيل المتزامن لتراكم ضغط عينة غاز الاختبار المتغلغل خلف ستة أغشية. أظهرت معدلات الانتشار المتزامنة التي تم الحصول عليها من خلال أغشية مختلفة بوضوح امكانية استخدام هذه الطريقة الجديدة في التحديد النوعي للغازات التي تم استخدامها. واشتملت قائمة غازات الاختبار المستخدمة في هذا البحث على غازات الهيليوم والنيون والأرجون والهيدروجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون والميثان والإيثان والبروبان والإيثيلين وهي أمثلة للغازات الأحادية والثنائية والثلاثية ومتعددة الذرات. واشتملت الأغشية المستخدمة على التيفلون إيه أف ومطاط السيليكون والبولي كاربونات المحب للماء والبولي كاربونات الكاره للماء والزيوليت ناي. هذا ZSM- والبولي أميد والألومينا الأنودية ذات المسامية النانومترية والزيوليت 5 وتم وصف استخدام النظام الذي تم استحداثه في تجارب أولية للتحليل شبه الكمي لمخاليط ثنائية من غازي ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين. كذلك تم التحقق بشكل كامل من الناحية النظرية والمعملية للاقتراح الذي تم استحداثه أثناء هذه الدراسة بخصوص التناظر بين معدل تراكم ضغط الغاز المتغلغل في الحجم المحصور خلف غشاء الانتشار وشحن المكثف في الدوائر الكهربية التي تحتوي علي مكثف كهربائي ومقاومة كهربية والمعروفة بدوائر .RC

Download

Included in

Chemistry Commons

COinS