Synthesis Of Buckypaper Supported Ionic Liquid Membrane For Pervaporation Process - Ong , Yit Thai (2016)
Membran cecair berpenyokong adalah salah satu konfigurasi membran cecair yang menggunakan bahan fasa cecair sebagai membran dan diperangkap ke dalam substrat berliang. Sejak kebelakangan ini, idea tentang penggunaan membran cecair berpenyokong dalam proses penyejattelapan telah menarik tumpuan ramai penyelidik. Tetapi penggunaan membran cecair berpenyokong menghadapi masalah ketidakstabilan yang berpunca daripada kehilangan membran cecair. Kajian ini bertujuan untuk membangunkan membran cecair berpenyokong dengan kestabilan yang tinggi dengan menggunakan kertas-bucky sebagai substrat berliang dan diperangkap dengan cecair ionik 1-butil-metilimidazolium tetrafluoroborat [Bmim][BF4] untuk membentuk membran cecair ionik berpenyokong kertas-bucky. Kertas-bucky terdiri daripada kelompok nano-tiub karbon dinding berlapis mampu memerangkap membran cecair ionik secara berkesan disebabkan oleh saiz liang yang kecil and struktur liang yang berliku-liku. Untuk meningkatkan lagi kestabilan membran, [Bmim][BF4] telah dicampur dengan polivinil alkohol sebelum diperangkap dalam kertas-bucky. Struktur membran cecair ionik berpenyokong kertas-bucky yang terhasil didapati berbeza dengan membran asimetrik, di mana fasa membran dan sokongan telah digabungkan dalam satu lapisan. Struktur tersebut membolehkan pembentukan membran simetri yang tipis tanpa menjejaskan sifat mekanikal membran. Prestasi membran cecair ionik berpenyokong kertas-bucky dalam proses penyejattelapan yang melibatkan campuran perduaan yang terdiri daripada etilena glikol dan air menunjukkan keupayaan membran tersebut dalam penyahhidratan larutan akueus etilena glikol. Kewujudan kertas-bucky dan [Bmim][BF4] didapati telah meningkatkan prestasi pemisahan dan kebolehtelapan intrinsik membran. Membran cecair ionik berpenyokong kertas-bucky telah menunjukkan prestasi penyejattelapan yang tinggi dengan fluks penelapan yang bernilai 102 g∙m-2∙j-1, faktor pemisahan setinggi 1014, kebolehtelapan air yang bernilai 13106 GPU dan kememilihan membran untuk air yang bernilai 13 dengan berat air dalam kepekatan larutan suapan sebanyak 10% pada suhu 30 °C dan 5 mmHg tekanan hiliran. Di samping itu, membran cecair ionik berpenyokong kertas-bucky juga mampu untuk memisahkan campuran pertigaan; etil asetat, etanol dan air yang membentuk azeotrop. Fluks penelapan sebanyak 385 g∙m-2∙j-1, faktor pemisahan yang bernilai 247, kebolehtelapan air 4730 GPU dan kememilihan membran untuk air yang bernilai 39 telah diperolehi pada suhu 30 °C dan 5 mmHg tekanan hiliran. Membran cecair ionik berpenyokong kertas-bucky telah mempamerkan prestasi yang tekal dalam operasi selama 120 jam. Pekali resapan etilena glikol dan air pada operasi parameter yang berlainan telah dianggar dengan menggunakan model matematik semi-empirikal berdasarkan pengubahsuaian persamaan Maxwell-Stefan. Dengan merujuk pada pekali resapan yang dianggar, pemisahan membran cecair ionik berpenyokong kertas-bucky dalam proses penyejahttelapan bagi penyahhidratan campuran perduaan etilena glikol/air adalah dikawal oleh proses resapan.