Farklı tip zeolitlerle dolgulu membranlar hazırlanması ve pervaporasyon çalışmaları

Abstract

Bir polimerik membran kullanarak ayırmanın gerçekleştirildiği pervaporasyon, geleneksel ayırma işlemleriyle ayrılması zor veya imkansız olan organik-su veya organik-organik sıvı karışımların ayrılmasında, organiklerin geri kazanılmasında ve organiklerin saflaştırılmasında etkin ve enerji tasarrufu sağlayan bir proses aracı olarak büyük önem kazanmıştır. Bu proseste sıvı karışımı, seçici ve geçirgen ince bir membran yüzeyi ile doğrudan temas halinde tutulmakta ve uygulanan vakumla membranın diğer yüzeyinden buhar halinde çıkmakta, yoğuşturulduktan sonra sistemden alınmaktadır.Hazırlanan dolgulu poli(vinilalkol) (PVA) ve poli(dimetilsiloksan) (PDMS) membranlarla bir pervaporasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. Çapraz bağlayıcı olarak PVA için tartarik asit, PDMS için ticari bir çapraz bağlayıcı kullanılmıştır. Farklı miktarlarda zeolit (klinoptilolit, 3A, 4A, 5A ve 13X) içeren dolgulu PVA ve PDMS membranlar hazırlanmıştır. 3A, 4A, 5A ve 13X sentetik zeolitlerdir. Dolgulu PVA ve PDMS membranlar kullanılarak; saf su, etanol ve etilasetat için saf madde permeasyon deneyleri ve farklı konsantrasyonlardaki etilasetat-su, etilalkol-su ve etilalkol-etilasetat ikili karışımlarının pervaporasyonla ayrılması 30, 40 ve 50°C' de gerçekleştirilmiştir.

Pervaporation as a membrane process is today considered as a basic unit operation with significant potential for the separation of organic-water and organic-organic liquid mixtures which are difficult or not possible to separate by conventional methods, the recovery of a volatile component from a dilute solution and also the purification of aqueous organic mixtures. In the pervaporation process, the membrane is brought into contact with the liquid mixture at atmospheric pressure. The liquid permeates through the membrane and vaporizes thereafter. The permeate is continuously removed from the other side in vapor form by a vacuum pump.A pervaporation study was carried out with the filled poly(vinylalcohol)(PVA) and poly(dimethylsiloxane) (PDMS) membranes prepared. Tartaric acid (Tac) was used as the cross-linking agent for PVA, and a commercial cross-linking agent was used for PDMS. Zeolite (clinoptilolite, 3A, 4A, 5A and 13X) filled PVA and PDMS membranes containing different amounts of zeolite were prepared. 3A, 4A, 5A and 13X are synthetic zeolites. The single permeation experiments for pure water, ethanol and ethyl acetate, and also the pervaporation separation of ethylacetate-water, ethylalcohol-water and ethylalcohol-ethylacetate binary mixtures at different concentrations were carried out at 30, 40 and 50°C using zeolite-filled PVA and PDMS membranes.