Журнал мембранных наук и технологий

Абстрактный

Разработка высокоселективных по воде гибридных мембран из альгината натрия и кремния с использованием золь-гель технологии для первапорационной дегидратации этанола

Шан Хан, Шаша На, Вэйсин Ли и Вэйхун Син

Для улучшения производительности мембраны из альгината натрия (SA) для дегидратации этанола был предложен новый метод приготовления мембран SA-силикат с использованием золь-геля. Гибридные первапорационные мембраны были приготовлены путем гидролиза и конденсации тетраэтилортосиликата (TEOS) в водном растворе SA. Полученные мембраны были охарактеризованы с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM), энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX), инфракрасной Фурье-спектроскопии (FTIR), рентгеновской дифракции (XRD), атомно-силового микроскопа (AFM), термогравиметрии (TG) и дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC). Затем мембраны были испытаны путем первапорационной дегидратации этанола. FTIR показал, что были получены связи -Si-OC. XRD показал, что частицы SiO2 были получены в матрице SA. Термическая стабильность гибридных мембран была повышена после включения TEOS в SA по результатам DSC. Прочность на разрыв мембраны SA-40 была улучшена после включения TEOS в SA. Было исследовано влияние массового соотношения TEOS к SA на эффективность разделения. Поток пермеата был улучшен с увеличением массового соотношения TEOS к SA. И результат показал, что поток пермеата достигал 274 г·м-2.ч-1 с высоким коэффициентом разделения 17990, когда количество воды в исходном материале составляло 10 мас.% при 50°C. Кажущаяся энергия активации Аррениуса для проницаемости была оценена из температурной зависимости значений проницаемости. Энергия активации для проницаемости составила 15,1 кДж/моль.