膜科学技術ジャーナル

概要

エタノールの浸透蒸発脱水のためのゾルゲル法による高水選択性アルギン酸ナトリウム-シリカハイブリッド膜の開発

シャン・ハン、シャシャ・ナ、ウェイシン・リー、ウェイホン・シン

エタノールの脱水用アルギン酸ナトリウム（SA）膜の性能を改善するために、ゾルゲル法を用いてSA-シリカ膜を調製する新しい方法が提案された。ハイブリッド浸透気化膜は、SA水溶液内でテトラエチルオルトケイ酸（TEOS）を加水分解および凝縮することによって調製された。得られた膜は、走査型電子顕微鏡（SEM）、エネルギー分散型X線分光法（EDX）、フーリエ変換赤外分光法（FTIR）、X線回折（XRD）、原子間力顕微鏡（AFM）、熱重量測定（TG）、および示差走査熱量測定（DSC）によって特性評価された。次に、膜をエタノールの浸透脱水によってテストした。FTIRは、-Si-OC結合が得られたことを示していた。XRDは、SAマトリックス内にSiO2粒子が生成されたことを示していた。DSCの結果から、TEOSをSAに組み込むと、ハイブリッド膜の熱安定性が向上した。 SA-40膜の引張強度は、TEOSをSAに組み込んだ後、向上しました。TEOSとSAの質量比が分離性能に与える影響を調査しました。透過流束は、TEOSとSAの質量比の増加とともに向上しました。結果は、供給水の量が50°Cで10重量%の場合、透過流束が274 gm-2.h-1に達し、高い分離係数17990を示しました。透過のアレニウス見かけ活性化エネルギーは、透過値の温度依存性から推定されました。透過の活性化エネルギーは15.1 kJ/molでした。