Jornal de Engenharia Química Avançada

Abstrato

Avaliação e Caracterização de Membrana Mesoporosa Composta para Esterificação de Ácido Láctico e Etanol

Edidiong Okon, Habiba Shehu e Edward Gobina

Recentemente, a utilização de membranas mesoporosas compostas inorgânicas nas indústrias químicas tem recebido muita atenção devido a uma série de vantagens excecionais, incluindo a estabilidade térmica e a robustez. As membranas mesoporosas inorgânicas podem remover seletivamente a água do produto da reação durante as reações de esterificação láctica, de modo a aumentar o rendimento do produto. Neste trabalho, a caracterização e avaliação de uma membrana mesoporosa catalítica com um tamanho de poro de 15 nm foi testada com diferentes gases transportadores antes de se empregar os gases para análise de produtos de esterificação de ácido láctico e etanol com Cromatografia Gasosa acoplada a espectrometria de massas ( GC-MS). A membrana foi revestida uma vez com solução de sílica antes do teste de permeação com gases transportadores. O hélio (He), o azoto (N2), o árgon (Ar) e o dióxido de carbono (CO2) foram utilizados para os ensaios de permeação conduzidos à pressão de alimentação de 0,10–1,00 bar e à temperatura de 413 K. A caudal de gás apresentou um aumento em relação à pressão de alimentação, indicando o caudal de Knudsen como o mecanismo de transporte dominante. A ordem do caudal do gás em relação à queda de pressão de alimentação foi Ar>CO2>He>N2. A característica morfológica da membrana foi determinada através de microscopia eletrónica de varrimento acoplada a um analisador de energia dispersiva de raios X (SEM/EDXA). O resultado SEM da membrana mostrou a distribuição da sílica na superfície da membrana. A área superficial e a distribuição do tamanho dos poros da membrana de sílica foram analisadas através do método de adsorção/dessorção de azoto líquido. Os resultados de área superficial obtidos a partir da isoterma de Brunauer-Emmett-Teller (BET) para a 1ª e 2ª membranas dip-coated foram de 1,497 e 0,253 m2/g enquanto as curvas de Barrette-Joyner-Halenda (BJH) para o tamanho dos poros da 1ª e as segundas membranas revestidas por imersão tinham 4,184 e 4,180 nm, respetivamente, correspondendo a uma estrutura mesoporosa na gama de 2 a 50 nm. As isotermas BET das membranas de sílica apresentaram uma isoterma do tipo IV com histerese. A curva BJH para a 2ª membrana dip-coated apresentou uma redução de 4% no tamanho dos poros após o processo de modificação.