Журнал мембранных наук и технологий

Абстрактный

Гибридные мембраны, изготовленные с помощью золь-гель процесса и основанные на силикагеле-поливинилацетате для обогащения метана из биогаза

Кечульпа-Перес П., Перес-Роблес Х.Ф., Перес-де Брито А.Ф. и Авилес-Арельяно Л.М.

Использование альтернативных источников энергии для замены или использования в меньшей степени ископаемого топлива является одной из важнейших целей нашего современного общества. В настоящее время исследования сосредоточены на производстве и использовании биотоплива, такого как биогаз. Однако произведенный биогаз (состоящий в основном из метана, CH4) содержит различные нежелательные газы, такие как азот, N2; углекислый газ, CO2 и соединения серы, поэтому очень важно уменьшить эти газы и увеличить концентрацию метанового газа. В связи с этим наша исследовательская группа работает над некоторыми типами гибридных мембран для повышения качества метанового газа в биогазе и снижения концентрации других газов. Разделение газа было достигнуто с использованием гибридных мембран, изготовленных с помощью золь-гель процесса на основе кремнезема (SiO2) и поливинилацетата, PVAc. Материал для мембран был приготовлен с использованием различных концентраций SiO2 (%w/w) и четырех различных растворителей (метанол, этанол, пропанол, бутанол в различных молярных соотношениях) для обеспечения совместимости воды, необходимой для процесса, и тетраэтилортосиликата, TEOS; то есть предшественника кремния. Мы обнаружили, что пористость мембран изменялась в зависимости от растворителя, используемого для приготовления гибридного материала. Лучшие мембраны были получены с использованием метанола в качестве растворителя. С другой стороны, при использовании других растворителей полученные мембраны были плохого качества, показывая обильные микротрещины, видимые глазом, и по этой причине они были отклонены. Для испытаний на разделение газов чистые газы при низких давлениях, аналогичных тем, которые обнаруживаются в условиях биореакторов, использовались для испытания гибридных мембран. Результаты показали, что порядок диффузионных газов следующий: H2, CH4, N2 и CO2. Это было подтверждено с использованием смеси газов, как показано.