Tổng hợp màng lọc ZIF-8 bằng phương pháp hai giai đoạn và ứng dụng phân tách propylene/ propane

##plugins.themes.academic_pro.article.main##

Author

  • Trần Nguyên Tiến, Nguyễn Thị Diệu Hằng

Từ khóa:

ZIF-8
màng lọc
propylene
propane
tách khí
độ ổn định

Tóm tắt

Phân tách hỗn hợp khí propylene/ propane là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong công nghiệp lọc hóa dầu. Trong nghiên cứu này, màng lọc vi lỗ xốp ZIF-8 sẽ được tổng hợp bên trên tấm nền α-alumina bằng phương pháp tổng hợp hai giai đoạn và sử dụng để phân tách propylene/ propane. Kết quả cho thấy, màng ZIF-8 có chất lượng cao, rắn chắc, liên tục và không bị nứt gãy, có độ dày khoảng 3 μm. Màng ZIF-8 còn thể hiện được độ phân tách propylene cao dựa vào cơ chế rây phân tử. Lượng truyền qua của propylene đạt 120 × 10-10 mol m-2 s-1 Pa-1, và hệ số phân tách propylene/ propane đạt được là 62 tại điều kiện phòng. Kết quả thực nghiệm còn cho thấy, màng lọc ZIF-8 sau khi tổng hợp có độ bền, độ lặp lại cũng như độ ổn định cao khi thực hiện phân tách propylene/ propane liên tục cũng như gián đoạn.

Tài liệu tham khảo

    [1] Pavol, H., FCC Catalyst-Key Element in Refinery Technology. Proceedings of the 45th International Petroleum Conference, Bratislava, 2011.
    [2] Cheng, L.S. and S.T. Wilson, Process for separating propylene from propane. 2001, Google Patents.
    [3] Eldridge, R.B., Olefin/ paraffin separation technology: a review. Industrial & Engineering Chemistry Research, 1993. 32(10): p. 2208-2212.
    [4] Baker, R.W., Future Directions of Membrane Gas Separation Technology. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2002. 41(6): p. 1393-1411.
    [5] Giannakopoulos, I.G. and V. Nikolakis, Separation of Propylene/ propane Mixtures Using Faujasite-Type Zeolite Membranes. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2005. 44(1): p. 226-230.
    [6] N.T. Tran, T. Yu, J. Kim, M.R. Othman, ZIF-8 tubular membrane for propylene purification: Effect of surface curvature and zinc salts on separation performance. Separation and Purification Technology, 2020. 251, 117354.
    [7] Reza, A. and N. Amir, Application of membrane in gas separation processes: Its suitability and mechanisms. Vol. 52. 2010.
    [8] Stern, S.A., Polymers for Gas Separations - The Next Decade. Journal of Membrane Science, 1994. 94: p. 1-65.
    [9] Kwon, H.T. and H.-K. Jeong, In Situ Synthesis of Thin Zeolitic–Imidazolate Framework ZIF-8 Membranes Exhibiting Exceptionally High Propylene/ propane Separation. Journal of the American Chemical Society, 2013. 135(29): p. 10763-10768.
    [10] Pan, Y. and Z. Lai, Sharp separation of C2/C3 hydrocarbon mixtures by zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8) membranes synthesized in aqueous solutions. Chemical Communications, 2011. 47(37): p. 10275-10277.
    [11] Pan, Y., et al., Effective separation of propylene/ propane binary mixtures by ZIF-8 membranes. Journal of Membrane Science, 2012. 390: p. 93-98.
    [12] Kim, J., Othman, M.R. 2019. Research trend on ZIF-8 membranes for propylene separation. Membr. J., 29:2, 67-79.
    [13] A.R. Millward, O.M. Yaghi, Metal−Organic frameworks with exceptionally high capacity for storage of carbon dioxide at room temperature, J. Am. Chem. Soc. 127 (51) (2005) 17998–17999.
    [14] K.S. Park, Z. Ni, A.P. Côté, J.Y. Choi, R. Huang, F.J. Uribe-Romo, H.K. Chae, M. O'Keeffe, O.M. Yaghi, Exceptional chemical and thermal stability of zeolitic imidazolate frameworks, Proc. Natl. Acad. Sci. Unit. States Am. 103 (27) (2006) 10186–10191.
    [15] N.L. Rosi, J. Eckert, M. Eddaoudi, D.T. Vodak, J. Kim, M. O'Keeffe, O.M. Yaghi, Hydrogen storage in microporous metal-organic frameworks, Science 300 (2003) 1127–1129 5622.
    [16] Bux, H., et al., Ethene/ethane separation by the MOF membrane ZIF-8: Molecular correlation of permeation, adsorption, diffusion. Journal of Membrane Science, 2011. 369(1): p. 284-289.
    [17] Kida, K., et al., Formation of high crystalline ZIF-8 in an aqueous solution. CrystEngComm, 2013. 15(9): p. 1794-1801.
    [18] Wang, C., Yang, F., Sheng, L., Yu, J., Yao, K., Zhang, L., Pan, Y. 2016. Zinc-substituted ZIF-67 nanocrystals and polycrystalline membranes for propylene/ propane separation. Chem. Com. 52:85, 12578-12581.
    [19] A.D. Wiheeb, M.A. Ahmad, M.N. Murat, J. Kim, M.R. Othman, Identification of molecular transport mechanisms in microporous hydrotalcite-silica membrane, Transport Porous Media 104 (1) (2014) 133–144.
    [20] Zhang, C., et al., Unexpected Molecular Sieving Properties of Zeolitic Imidazolate Framework-8. The Journal of Physical Chemistry Letters, 2012. 3(16): p. 2130-2134.
Xem thêm

##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##

Đã Xuất bản

May 31, 2021
Download
PDF
Cách trích dẫn
Trần Nguyên Tiến, Nguyễn Thị Diệu Hằng. “Tổng hợp màng lọc ZIF-8 bằng phương pháp Hai Giai đoạn Và ứng dụng phân tách Propylene/ Propane”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 19, số p.h 5.2, Tháng Năm 2021, tr 69-72, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/7517.

##plugins.themes.academic_pro.article.details##