ساخت غشای آمیزه آگارز/ پلی‌وینیل الکل برای جداسازی تراوش تبخیری آب / اتانول

رجبی, لاله; بختیاری, امید; جعفری, زهره

ساخت غشای آمیزه آگارز/ پلی‌وینیل الکل برای جداسازی تراوش تبخیری آب / اتانول

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی شیمی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

چکیده

آآب‌زدایی الکل‌ها با روش های گونگونی به ویژه تراوش تبخیری انجام شده است.غشاهای پلیمری آب‌دوست زیادی ساخته و برای آب‌زدایی الکل‌ها به کار برده شده اند. پلی‌وینیل الکل یکی از مهم ترین غشاهای پلیمری در این زمینه است. در این پژوهش اصلاح این غشا با استفاده از روش آمیختن به منظور دست یافتن به پارامترهای جداسازی بالاتر بررسی شد. غشای آمیزه ی پلی‌وینیل الکل (PVA) / آگارز (Aga) ساخته و برای جداسازی محلول آب/ اتانول با استفاده از تراوش تبخیری استفاده شد. ساختار غشاها با استفاده از آنالیز‌های SEM و زاویه تماس بررسی شد. دما و فشار به ترتیب در °C 30 وmbar830 - ثابت نگه داشته شد و تأثیر ترکیب درصد خوراک و نسبت آمیختن بر پارامترهای جداسازی مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد که غشاها کارکرد جداسازی خوبی برای مخلوط آب/ اتانول دارند. بالاترین گزینش‌گری با مقدار بی نهایت و شار kg/m²h 243/0 برای غشای 50 % وزنی Aga در جداسازی مخلوط 30 % وزنی اتانول به دست آمد. ولی در آب‌زدایی خوراک الکل با 70 % وزنی اتانول و با استفاده از غشای 60 % وزنی Aga، مقدارهای گزینش‌گری و شار به ترتیب بی نهایت و kg/m²h 838/0 به دست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

علوم و فناوری غشا

مراجع

[1] Néel J., Chapter 5 Pervaporation. Membrane Science and Technology,. 2: 143-211. (1995)

[2] تکبیری, م., ت. محمدی, ا. پاک, جداسازی ترکیب های گوگردی از بنزین توسط فرایند تراوش تبخیری. نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران, (1)31، 71 - 80 (1391)

[3] Lee K.-R., et al., Dehydration of Ethanol/Water Mixtures by Pervaporation with Composite Membranes of Polyacrylic Acid and Plasma-Treated Polycarbonate. Journal of Membrane Science, 164(1): 13-23 (2000)

[4] Torkaman R., Kazemian H., Soltanieh M., Removal of BTX Compounds from Wastewaters Using Template Free MFI Zeolitic Membrane. Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering (IJCCE), 29(4): 91-98 (2010)

[5] Smitha B., et al., Separation of Organic–Organic Mixtures by Pervaporation - A Review. Journal of Membrane Science, 241(1): 1-21 (2004)

[6] Shao P. Huang R.Y.M., Polymeric Membrane Pervaporation. Journal of Membrane Science, 287(2): 162-179 (2007)

[7] Baker M.I., et al., A Review of Polyvinyl Alcohol and Its Uses in Cartilage and Orthopedic Applications. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials, 100B(5): 1451-1457 (2012)

[8] Sharma A., et al., Pervaporation from a Dense Membrane: Roles of Permeant−Membrane Interactions, Kelvin Effect, and Membrane Swelling. Langmuir, 20(11): 4708-4714 (2004)

[9] Bhat N.V., Wavhal D.S., Preparation of Cellulose Triacetate Pervaporation Membrane by Ammonia Plasma Treatment. Journal of Applied Polymer Science, 76(2): 258-265 (2000)

[10] Rao K.S.V.K., et al., Blend Membranes of Chitosan and Poly(Vinyl Alcohol) in Pervaporation Dehydration of Isopropanol and Tetrahydrofuran. Journal of Applied Polymer Science, 103(3): 1918-1926 (2006)

[11] Toti U.S., Aminabhavi T.M., Different Viscosity Grade Sodium Alginate and Modified Sodium Alginate Membranes in Pervaporation Separation of Water + Acetic Acid and Water + Isopropanol Mixtures. Journal of Membrane Science, 228(2): 199-208 (2004)

[12] Zhang W., et al., Maleic Anhydride Surface-Modification of Crosslinked Chitosan Membrane and Its Pervaporation Performance. Journal of Membrane Science, 295(1): 130-138(2007)

[13] Upadhyay D.J., Bhat N.V., Pervaporation Studies of Gaseous Plasma Treated PVA Membrane. Journal of Membrane Science, 239(2): 255-263 (2004)

[14] Marcano D.C., et al., Improved Synthesis of Graphene Oxide. ACS Nano, 4(8): 4806-4814 (2010)

[15] Zhou K., et al., Pervaporation of Water–Ethanol and Methanol–MTBE Mixtures Using Poly (Vinyl Alcohol)/Cellulose Acetate Blended Membranes. Journal of Membrane Science, 448: 93-101 (2013)

[16] Magalad V.T., et al., Mixed Matrix Blend Membranes of Poly(Vinyl Alcohol)–Poly(Vinyl Pyrrolidone) Loaded with Phosphomolybdic Acid used in Pervaporation Dehydration of Ethanol. Journal of Membrane Science, 354(1): 150-161 (2010)

[17] Kanse N.G., Dawande S.D., Separation of Ethanol/Water (Azeotropic mixture) by Pervaporation using PVA Membrane. Materials Today: Proceedings, 4(9): 10520-10523 (2017)

[18] Dubey V., Pandey L.K., Saxena C., Pervaporative Separation of Ethanol/Water Azeotrope Using a Novel Chitosan-Impregnated Bacterial Cellulose Membrane and Chitosan–Poly(Vinyl Alcohol) Blends. Journal of Membrane Science, 251(1): 131-136 (2005)

[19] Li B.-B., et al., Chitosan-Poly (Vinyl Alcohol)/Poly (Acrylonitrile) (CS–PVA/PAN) Composite Pervaporation Membranes for the Separation of Ethanol–Water Solutions. Desalination, 193(1): 171-181 (2006)

[20] Sajjan A.M., et al., Development of Novel Grafted Hybrid PVA Membranes UsingGlycidyltrimethylammoniumChloride for Pervaporation Separationof Water–Isopropanol Mixtures. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 19(2): 427-437 (2013)