Journal de génie chimique avancé

Abstrait

Evaluation et caractérisation d'une membrane mésoporeuse composite pour l'estérification de l'acide lactique et de l'éthanol

Edidiong Okon, Habiba Shehu et Edward Gobina

Récemment, l'utilisation de membranes mésoporeuses composites inorganiques dans les industries chimiques a reçu beaucoup d'attention en raison d'un certain nombre d'avantages exceptionnels, notamment la stabilité thermique et la robustesse. Les membranes mésoporeuses inorganiques peuvent éliminer sélectivement l'eau du produit de réaction pendant les réactions d'estérification lactique afin d'améliorer le rendement du produit. Dans ce travail, la caractérisation et l'évaluation d'une membrane mésoporeuse catalytique avec une taille de pores de 15 nm ont été testées avec différents gaz vecteurs avant d'utiliser les gaz pour l'analyse des produits d'estérification de l'acide lactique et de l'éthanol par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS). La membrane a été enduite une fois d'une solution de silice avant le test de perméation avec des gaz vecteurs. De l'hélium (He), de l'azote (N2), de l'argon (Ar) et du dioxyde de carbone (CO2) ont été utilisés pour les tests de perméation menés à une pression d'alimentation de 0,10 à 1,00 bar et à une température de 413 K. Le débit de gaz a montré une augmentation par rapport à la pression d'alimentation, indiquant que le flux de Knudsen est le mécanisme de transport dominant. Français L'ordre du débit de gaz par rapport à la chute de pression d'alimentation était Ar>CO2>He>N2. La caractéristique morphologique de la membrane a été déterminée à l'aide d'un microscopie électronique à balayage couplé à un analyseur de rayons X à dispersion d'énergie (SEM/EDXA). Le résultat SEM de la membrane a montré la distribution de la silice sur la surface de la membrane. La surface et la distribution de la taille des pores de la membrane de silice ont été analysées à l'aide de la méthode d'adsorption/désorption d'azote liquide. Les résultats de surface obtenus à partir de l'isotherme Brunauer-Emmett-Teller (BET) pour les 1ère et 2ème membranes enduites par immersion étaient de 1,497 et 0,253 m2/g tandis que les courbes Barrette-Joyner-Halenda (BJH) pour la taille des pores des 1ère et 2ème membranes enduites par immersion étaient respectivement de 4,184 et 4,180 nm, correspondant à une structure mésoporeuse dans la plage de 2 à 50 nm. Les isothermes BET des membranes de silice ont montré une isotherme de type IV avec hystérésis. La courbe BJH de la deuxième membrane enduite par immersion a montré une réduction de 4 % de la taille des pores après le processus de modification.