Revista de ciencia y tecnología de membranas

Abstracto

Desarrollo de membranas híbridas de sílice y alginato de sodio con alta selectividad de agua mediante la técnica sol-gel para la deshidratación por pervaporación de etanol

Shang Han, Shasha Na, Weixing Li y Weihong Xing

Con el fin de mejorar el rendimiento de la membrana de alginato de sodio (SA) para la deshidratación de etanol, se propuso un nuevo método para preparar membranas de SA-sílice utilizando sol-gel. Las membranas híbridas de pervaporación se prepararon por hidrólisis y condensación de tetraetilortosilicato (TEOS) dentro de una solución acuosa de SA. Las membranas obtenidas se caracterizaron por microscopio electrónico de barrido (SEM), espectroscopia de rayos X de energía dispersiva (EDX), espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), difracción de rayos X (XRD), microscopio de fuerza atómica (AFM), termogravimetría (TG) y calorimetría diferencial de barrido (DSC). Luego, las membranas se probaron por deshidratación por pervaporación de etanol. FTIR indicó que se obtuvieron enlaces -Si-OC. XRD mostró que las partículas de SiO2 se generaron en la matriz de SA. La estabilidad térmica de las membranas híbridas mejoró después de incorporar TEOS en SA a partir de los resultados de DSC. La resistencia a la tracción de la membrana SA-40 mejoró después de incorporar TEOS en SA. Se investigó el efecto de la relación de masa de TEOS a SA en el rendimiento de la separación. El flujo de permeado mejoró con el aumento de la relación de masa de TEOS a SA. Y el resultado mostró que el flujo de permeado alcanzó 274 gm-2.h-1 con un alto factor de separación 17990 cuando la cantidad de agua en la alimentación fue del 10 % en peso a 50 °C. La energía de activación aparente de Arrhenius para la permeación se ha estimado a partir de la dependencia de la temperatura de los valores de permeación. La energía de activación para la permeación fue de 15,1 kJ/mol.