Perwaporacyjna membrana z dodatkiem cieczy jonowej do zatężania biobutanolu

• Autorzy: Marszałek J. , Rdzanek P.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2014.8(2)062

Warianty tytułu

EN

PV membrane containing ionic liquid for biobutanol concentration

• Konferencja: ECOpole’13 Conference (23-26.10.2013, Jarnoltowek, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy wytworzono membranę perwaporacyjną z dodatkiem cieczy jonowej poprzez odpowiednie zmieszanie z PDMS i polikondensacyjne utwardzenie. Do badań użyto hydrofobowych cieczy jonowych: bis(trifluorometylosulfonylo)imid 1-butylo-3-metyloimidazolu oraz heksafluorofosforan 1-heksylo-3metyloimidazolu, które wykazują selektywność w stosunku do butanolu. Przeanalizowano wpływ udziału masowego składników oraz rodzaj warstwy podporowej na parametry procesowe membrany. Na wytworzonych membranach wykonano badania perwaporacyjnego zatężania biobutanolu z modelowego czteroskładnikowego układu aceton-butanol-etanol-woda. Proces prowadzony był w sposób ciągły, w warunkach ustalonych, z ciśnieniem po stronie permeatu wynoszącym 3 kPa, w temperaturze 50°C i z natężeniem przepływu nadawy 40 dm3/h. Skład permeatu i retentatu był analizowany za pomocą chromatografii gazowej. Szeroka preparatyka membran otrzymanych metodą utwardzania polikondensacyjnego mieszaniny cieczy jonowej z PDMS pozwoliła wyłonić najodpowiedniejsze membrany do procesu perwaporacji. Obserwowane strumienie procesowe były relatywnie niskie i wynikały z dodatkowych oporów spowodowanych grubością warstwy PDMS.

EN

In this paper, the active layer of membrane containing ionic liquid was attempted. We achieve this by appropriately blending them with PDMS and hardening by polycondensation. Hydrophobic ionic liquid 1-butyl3methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide and 1-hexyl-3-methylimidazilium hexafluorophosphate, which have selectivity for the butanol was used for the test. The influence of mass components and the kind of support layer on the membrane process parameters was analyzed. Then the prepared membranes were tested at PV process in order to separate and concentrate biobutanol from the model quaternary solution: acetone-butanolethanolwater. The process was carried out continuously in a steady state conditions. The permeate side pressure was 3 kPa, feed temperature 50°C and the feed flow rate 40 dm3/h. The composition of the permeate and retentate were analyzed using gas chromatography. Preparation of membranes obtained by polycondensation hardening of mixture of ionic liquid and PDMS allowed to emerge the most appropriate membranes for the PV process. The observed permeate flux was at the relatively low level due to additional resistance cause by PDMS layer.

Słowa kluczowe

PL

membrana; ciecz jonowa; perwaporacja; biobutanol

EN

membrane; ionic liquid; pervaporation; biobutanol

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 8, No. 2
• Strony: 550--554
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., tab., fot.

Twórcy

autor

Marszałek J.

• Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 213, 90-924 Łódź, tel. [phone], fax [phone]

autor

Rdzanek P.

• Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 213, 90-924 Łódź, tel. [phone], fax [phone]

Bibliografia

• [1] Garcia V, Pongracz E, Muurinen E, Keiski RL. Recovery of n-butanol from salt containing solutions by pervaporation. Desalination. 2009;241:201-211. DOI: 10.2478/v10176-012-0012-3.
• [2] Fredlake CP, Crosthwaite JM, Hert DG, Aki SNVK, Brennecke JF. Thermophysical properties if imidazolium-based ionic liquids. J Chem Eng Data. 2004;49:954-964. DOI: 10.1021/je034261a.
• [3] Brennecke JF, Maginn EJ. Ionic liquids: Innovative fluids for chemical processing. AIChE J. 2001;47:2384-2389. DOI: 10.1002/aic.690471102.
• [5] Marszałek J, Kamiński W. Efficiency of acetone-butanol-ethanol-water system separation by pervaporation. Chem Proc Eng. 2012;33(1):131-140. DOI: 10.2478/v10176-012-0012-3.
• [6] Izak P, Ruth W, Fei Z, Dyson PJ, Kragl U. Selective removal of acetone and butan-1-ol from water with supported ionic liquid-polydimethylsiloxane membrane by pervaporation. Chem Eng J. 2008;139(2):318-321. DOI: 10.1016/j.cej.2007.08.001.
• [7] Heitmann S, Krings J, Kreis P, Lennert A, Pitner WR, Górak A, et al. Recovery of n-butanol using ionic liquid-based pervaporation membranes. Separation and Purification Technol. 2012;97:108-114. DOI: 10.1016/j.seppur.2011.12.033.