Silicone based membranes for organic solvent nanofiltration

  • Silikonbasierte Membranen für die organophile Nanofiltration

Lazar, Marina; Wessling, Matthias (Thesis advisor); Benes, Nieck E. (Thesis advisor)

Aachen (2015, 2016)
Doktorarbeit

Dissertation, RWTH Aachen, 2015

Kurzfassung

Eines der Polymere, die eine erfolgreiche Anwendung der organophilen Nanofiltrationsmembranen ermöglichen, ist Silikon oder genauer bezeichnet Poly(Organosiloxane). Diese Doktorarbeit beinhaltet eine Studie über silikonbasierten Membranen, bezüglich deren chemischen Eigenschaften, sowie Trenneigenschaften in organischen Lösemitteln und dem Einfluss der zugefügten funktionellen Gruppen. Die Trennleistung einer silikonbasierter Membranen wurde erst mit polyimidbasierten und PIM-1 (Polymere mit der intrinsischer Porosität) Membranen verglichen. Die Versuche wurde in Heptan und Aceton durchgeführt, um Unterschiede der Membranmaterialien zu betonen. Im Weiteren, wurden ein prädiktives Model für den Stofftransport der Multikomponentenmischung für die Silikonmembran erstellt. Das angewandte Model beinhaltet einen Flory-Rehner-basierten Ansatz zur Beschreibung des Membranquellverhaltens und eine vereinfachte Form des Maxwell-Stefan Massentransportmodels. Die Vorhersagegenauigkeit des entwickelten Models wurde mit dem Versuchsergebnissen für elf Lösemittel verglichen. Die vorhergesagten Werte für die Rückhaltekurven der Styrololigomere in diesen Lösemitteln wurden auch mit den Versuchsdaten verglichen. Die Herstellung und die Trennleistung der Kompositmembranen auf der Basis von den acrylat- und epoxid-funktionalisierten Silikonen wurden in einem Styrololigomere/Heptan Gemisch untersucht. Dazu wurde ein Vergleich der acrylat-, epoxidfunktionalisierten und einer kommerziell verfügbaren silikonbasierten Membranen in mehreren Lösemitteln durchgeführt. Die Versuchsergebnisse wurden gemeinsam mit dem entwickelten Model angewandt um die spezifische Membranparameter und deren Bedeutung in genauer Abbildung der Versuchsdaten zu bestimmen.

Identifikationsnummern