Membrany z polidimetylosiloksanów, polisiloksanouretanów i poli(tlenku fenylenu) do separacji gazów i perwaporacji

• Autorzy: Capała W. , Zielecka M. , Bujnowska E. , Kozakiewicz J. , Trzaskowska J. , Ofat-Kawalec I. , Wielgosz Z. , Kruzel A. , Tomzik S.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2016.693

Warianty tytułu

EN

Preparation of poly(dimethylsiloxane), poly(siloxane-urethane) and poly(phenylene oxide) membranes for gas separation and pervaporation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono prace nad otrzymywaniem membran z polidimetylosiloksanów (PDMS), polisiloksanouretanów i poli(tlenku fenylenu) (PPO). W początkowej fazie prac formowano symetryczne membrany gęste, a na kolejnym etapie polimerowe warstwy aktywne formowano bezpośrednio na komercyjnym, porowatym podłożu ceramicznym lub polimerowym. Membrany testowano w procesie rozdziału modelowej mieszaniny gazowej o składzie 17 % CO₂, 5 % O2 i 78 % N₂ oraz w procesie perwaporacji próżniowej 5 i 10 % mas. wodnego roztworu acetonu (50 °C). W procesie separacji gazów z zastosowaniem membran z PDMS i z polisiloksanouretanów uzyskano permeaty zawierające 40–60 % CO₂, w zależności od rodzaju membrany i warunków procesowych. W wypadku zastosowania membran z PPO stężenie CO₂ w permeacie wynosiło 26–35 %. Permeaty w procesie perwaporacji zawierały 50–84 % mas. acetonu, a współczynnik separacji β wynosił 20–57, w zależności od membrany i stężenia nadawy.

EN

Studies on the formation of poly(dimethylsiloxane) (PDMS), poly(siloxane-urethane) and poly(phenylene oxide) (PPO) membranes and their properties in gas separation and pervaporation have been presented. Dense symmetric membranes were initially formed in the early stages of the studies. In the next stage of the membrane development, active polymeric layers were cast directly on commercially obtained porous ceramic or polymer supports. The properties of the obtained membranes were then evaluated in the separation of amodel gaseous mixture comprising CO₂ (17 %), O₂ (5 %) and N₂ (78 %) as well as in the vacuum pervaporation of aqueous solutions of acetone (5–10 wt %) at 50 °C. Depending on the type of membrane and process parameters, permeates containing 40–60 % CO₂ were obtained with the application of PDMS and poly(siloxane-urethane) membranes. 26–35 % CO₂ content was achieved in permeates in the case of PPO-derived membranes. The permeates obtained from pervaporation tests contained 50–84 wt % acetone, while the separation factor β was found to be between 20–57 depending on the type of membrane and the concentration of the feed.

Słowa kluczowe

PL

polidimetylosiloksany; polisiloksanouretany; poli(tlenek fenylenu); membrana; separacja gazów; perwaporacja

EN

poly(dimethylsiloxane)s; poly(siloxane-urethane)s; poly(phenylene oxide); membrane; gas separation; pervaporation

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 61, nr 10
• Strony: 693--701
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz.

Twórcy

autor

Capała W.

• Instytut Chemii Przemysłowej im. prof. Ignacego Mościckiego, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa

autor

Zielecka M.

• Instytut Chemii Przemysłowej im. prof. Ignacego Mościckiego, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa

autor

Bujnowska E.

• Instytut Chemii Przemysłowej im. prof. Ignacego Mościckiego, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa

autor

Kozakiewicz J.

• Instytut Chemii Przemysłowej im. prof. Ignacego Mościckiego, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa

autor

Trzaskowska J.

• Instytut Chemii Przemysłowej im. prof. Ignacego Mościckiego, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa

autor

Ofat-Kawalec I.

• Instytut Chemii Przemysłowej im. prof. Ignacego Mościckiego, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa

autor

Wielgosz Z.

• Instytut Chemii Przemysłowej im. prof. Ignacego Mościckiego, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa

autor

Kruzel A.

• Instytut Chemii Przemysłowej im. prof. Ignacego Mościckiego, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa

autor

Tomzik S.

• Instytut Chemii Przemysłowej im. prof. Ignacego Mościckiego, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa

Bibliografia

• [1] Pat. PL 186 722 (2003).
• [2] Porębski T., Tomzik S., Ratajczak W.: Przemysł Chemiczny 2002, 81, 803.
• [3] Porębski T., Tomzik S., Ratajczak W. i in.: Polish Journal of Chemical Technology 2007, 9, 90.
• [4] Yave W., Car A., Peinemann K.-V.: Journal of Membrane Science 2010, 350, 124 http://dx.doi.org/10.1016/j.memsci.2009.12.019
• [5] Olajire A.A.: Energy 2010, 35, 2610 http://dx.doi.org/10.1016/j.energy.2010.02.030
• [6] Favre E.: Chemical Engineering Journal 2011, 171, 782 http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2011.01.010
• [7] Shao P., Huang R.Y.M.: Journal of Membrane Science 2007, 287, 162 http://dx.doi.org/10.1016/j.memsci.2006.10.043
• [8] Kujawa J., Cerneaux S., Kujawski W.: Journal of Membrane Science 2015, 474, 11 http://dx.doi.org/10.1016/j.memsci.2014.08.054
• [9] Li S., Fan Ch.Q.: Industrial and Engineering Chemistry Research 2010, 49, 4399 http://dx.doi.org/10.1021/ie902082f
• [10] Yave W., Car A., Funari S.S. i in.: Macromolecules 2010, 43, 326 http://dx.doi.org/10.1021/ma901950u
• [11] Fu Q., Halim A., Kim. J. i in.: Journal of Materials Chemistry A 2013, 1, 13 769 http://dx.doi.org/10.1039/C3TA13066E
• [12] Budd P.M., McKeown N.B., Ghanem B.S. i in.: Journal of Membrane Science 2008, 325, 851 http://dx.doi.org/10.1016/j.memsci.2008.09.010
• [13] Krishna R., van Baten J.M.: Journal of Membrane Science 2011, 377, 249 http://dx.doi.org/10.1016/j.memsci.2011.05.001
• [14] Szwast M.: Inynieria i Aparatura Chemiczna 2013, 52, 485.
• [15] Sava I., Chisca S., Wolinska-Grabczyk A. i in.: Polymer International 2015, 64, 154 http://dx.doi.org/10.1002/pi.4796
• [16] Grabiec E., Schab-Balcerzak E., Wolińska-Grabczyk A. i in.: Polymer Journal 2011, 43, 621 http://dx.doi.org/10.1038/pj.2011.28
• [17] Wolinska-Grabczyk A., Kubica P., Jankowski A.: Journal of Membrane Science 2013, 443, 227 http://dx.doi.org/10.1016/j.memsci.2013.04.057
• [18] Wolińska-Grabczyk A., Jankowski A.: Journal of Applied Polymer Science 2011, 122, 2690 http://dx.doi.org/10.1002/app.34314
• [19] Szwast M., Zalewski M., Nikpour R., Sobczak A.: Inżynieria i Aparatura Chemiczna 2014, 4, 304
• [20] Sandru M., Kim T.J., Capala W. i in.: Energy Procedia 2013, 37, 6473 http://dx.doi.org/10.1016/j.egypro.2013.06.577
• [21] Merkel T.C., Lin H., Wei X., Baker R.: Journal of Membrane Science 2010, 359, 126 http://dx.doi.org/10.1016/j.memsci.2009.10.041
• [22] Kopeć R., Meller M., Kujawski W., Kujawa J.: Separation and Purification Technology 2013, 110, 63 http://dx.doi.org/10.1016/j.seppur.2013.03.007
• [23] Niemistö J., Kujawski W., Keiski R.L.: Journal of Membrane Science 2013, 434, 55 http://dx.doi.org/10.1016/j.memsci.2013.01.047
• [24] Kujawski J., Rozicka A., Bryjak M., Kujawski W.: Separation and Purification Technology 2014, 132, 422 http://dx.doi.org/10.1016/j.seppur.2014.05.047
• [25] Rychlewska K., Konieczny K., Bodzek M.: Archives of Environmental Protection 2015, 41, 3 http://dx.doi.org/10.1515/aep-2015-0013
• [26] Kozakiewicz J.: Progress in Organic Coatings 1996, 27, 123 http://dx.doi.org/10.1016/0300-9440(95)00527-7
• [27] Czerwiński W., Ostrowska-Gumkowska B., Kozakiewicz J. i in.: Desalination 2004, 163, 207 http://dx.doi.org/10.1016/S0011-9164(04)90191-9
• [28] Gomes D., Peinemann K.-V., Nunes S.P. i in.: Journal of Membrane Science 2006, 281, 745 http://dx.doi.org/10.1016/j.memsci.2006.05.002
• [29] Zielecka M., Bujnowska E.: Progress in Organic Coatings 2006, 55, 160 http://dx.doi.org/10.1016/j.porgcoat.2005.09.012
• [30] Saralegi A., Rueda L., d’Arlas B.F. i in.: Polymer International 2013, 62, 109 http://dx.doi.org/10.1002/pi.4330
• [31] Kozakiewicz J.: Polimery 2015, 60, 525 http://dx.doi.org//10.14314/polimery.2015.525