Журнал передовой химической инженерии

Абстрактный

Оценка и характеристика композитной мезопористой мембраны для этерификации молочной кислоты и этанола

Эдидионг Окон, Хабиба Шеху и Эдвард Гобина

В последнее время использование неорганических композитных мезопористых мембран в химической промышленности привлекло большое внимание из-за ряда исключительных преимуществ, включая термическую стабильность и надежность. Неорганические мезопористые мембраны могут селективно удалять воду из продукта реакции во время реакций этерификации молочной кислоты с целью повышения выхода продукта. В этой работе характеристика и оценка каталитической мезопористой мембраны с размером пор 15 нм были протестированы с различными газами-носителями перед использованием газов для анализа молочной кислоты и продукта этерификации этанола с помощью газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией (ГХ-МС). Мембрана была покрыта один раз раствором кремния перед испытанием на проницаемость с газами-носителями. Гелий (He), азот (N2), аргон (Ar) и диоксид углерода (CO2) использовались для испытаний на проницаемость, проводимых при давлении подачи 0,10–1,00 бар и температуре 413 К. Скорость потока газа увеличивалась по отношению к давлению подачи, что указывает на поток Кнудсена как на доминирующий механизм транспортировки. Порядок скорости потока газа по отношению к падению давления подачи был Ar>CO2>He>N2. Морфологическая характеристика мембраны была определена с помощью сканирующей электронной микроскопии в сочетании с энергодисперсионным рентгеновским анализатором (SEM/EDXA). Результат SEM мембраны показал распределение кремнезема на поверхности мембраны. Площадь поверхности и распределение размеров пор кремнеземной мембраны были проанализированы с помощью метода адсорбции/десорбции жидкого азота. Результаты площади поверхности, полученные из изотермы Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ) для мембран с 1-м и 2-м погружением, составили 1,497 и 0,253 м2/г, тогда как кривые Барретта-Джойнера-Халенды (БДХ) для размера пор мембран с 1-м и 2-м погружением составили 4,184 и 4,180 нм соответственно, что соответствует мезопористой структуре в диапазоне 2-50 нм. Изотермы БЭТ мембран из кремния показали изотерму типа IV с гистерезисом. Кривая БДХ для мембраны с 2-м погружением показала 4%-ное уменьшение размера пор после процесса модификации.