Jornal de Ciência e Tecnologia de Membranas

Abstrato

Desenvolvimento de Membranas Híbridas de Alginato de Sódio-Sílica com Elevada Selectividade em Água via Técnica Sol-gel para Desidratação por Pervaporação de Etanol

Shang Han, Shasha Na, Weixing Li e Weihong Xing

Com o objectivo de melhorar o desempenho da membrana de alginato de sódio (SA) na desidratação do etanol, foi proposto um novo método para a preparação de membranas de sílica SA utilizando sol-gel. As membranas de pervaporação híbridas foram preparadas por hidrólise e condensação do ortossilicato de tetraetilo (TEOS) em solução aquosa de SA. As membranas obtidas foram caracterizadas por microscópio eletrónico de varrimento (MEV), espectroscopia de raios X de energia dispersiva (EDX), espectroscopia de infravermelhos com transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (XRD), microscópio de força atómica (AFM ), termogravimetria (TG ) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). De seguida as membranas foram testadas por desidratação por pervaporação de etanol. O FTIR indicou que foram obtidas ligações -Si-OC. A XRD mostrou que as partículas de SiO2 foram geradas na matriz de SA. A estabilidade térmica das membranas híbridas foi melhorada após a incorporação do TEOS no SA a partir dos resultados do DSC. A resistência à tracção da membrana SA-40 foi melhorada após a incorporação do TEOS no SA. O efeito da proporção mássica de TEOS para SA no desempenho de separação foi investigado. O fluxo de permeado foi melhorado com o aumento da proporção mássica de TEOS para SA. E o resultado mostrou que o caudal de permeado atingiu 274 gm-2.h-1 com um elevado factor de separação 17990 quando a quantidade de água na alimentação foi de 10% em peso a 50ºC. A energia de ativação aparente de Arrhenius para a permeação foi estimada a partir da dependência da temperatura dos valores de permeação. A energia de activação para a permeação foi de 15,1 kJ/mol.